مدل الکترومکانیک-رشد برای شبیه‌سازی هایپرتروفی کانسنتریک میوکاردیوم در افزایش فشارخون سیستمیک

Abstract

مدل‌سازی محاسباتی سیستم قلبی-عروقی یکی از حوزه‌های تحقیقاتی مهم می‌باشد که به کمک آن می‌توان پاسخ قلب را در ‌حالت‌های سالم و بیماری مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. در این پژوهش یک مدل دوبطنی یکپارچه الکترومکانیک-رشد برای شبیه‌سازی هایپرتروفی کانسنتریک ناشی از افزایش فشارخون سیستمیک توسعه داده شده است. با بکارگیری مدل گردش خون سه المان ویندکسل و بسط دادن مدل فشار قلب از پژوهش‌های پیشین، فشار بطن‌های چپ و راست مدل‌سازی شد. پیاده‌سازی روابط سینماتیک رشد کانسنتریک برای یکپارچه‌سازی با مدل الکترومکانیکی از مطالعات پیشین توسعه داده شد. مدل به طور کامل در نرم افزار المان محدود تجاری کامسول پیاده‌سازی شد و اعتبارسنجی آن با پژوهش‌های پیشین انجام گرفت. نتایج نشان داد که بافت برای مقابله با تنش‌های بحرانی رشد پیدا کرده و مقادیر بیشینه تنش را کاهش می‌دهد. همچنین، مشاهده شد که ضخامت دیواره‌های بطن چپ به طور قابل توجهی در این بیماری افزایش پیدا می‌کنند و کسر تخلیه به همراه حجم انتهای دیاستول قلب نیز کاهش پیدا می‌کند. مدل ارائه شده می‌تواند در آینده با گنجاندن فیبرهای پورکینژی و یا استفاده از هندسه قلبی استخراج شده از تصاویر پزشکی بهبود یابد.

Keywords

• الکترومکانیک قلب
• رشد
• هایپرتروفی
• افزایش فشارخون سیستمیک
• تحلیل المان محدود