个性化数值心血管模型与体重增长用于评估儿科左心室辅助设备:从实验模拟循环循环中得出的推导
Phong Tran1, Victor Tedesco1, Simon Kiang1
1Innovative Device and Engineering Applications Laboratory, Texas Heart Institute, Houston, TX, USA.
Annals of biomedical engineering
|September 30, 2023
概括
开发一个数值模型有助于为心力衰竭儿童创建更好的儿科左心室辅助器件 (LVAD). 该工具模拟各种条件,以优化设备设计,以适应成长中的患者.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管研究研究心血管研究
- 儿科医疗器械 儿童医疗器械
背景情况:
- 由于供体心脏稀缺以及缺乏合适的左心室辅助器件 (LVADs),儿童心力衰竭的治疗选择有限.
- 现有的LVAD并没有针对儿科患者 (5-20公斤) 独特的生理和不断增长的需求进行优化.
研究的目的:
- 开发和验证一个数值心血管模型,用于评估儿科LVAD原型.
- 评估模型模拟各种血液动力学条件和适应患者生长的能力.
- 利用该模型优化儿科LVAD设计和驱动器性能.
主要方法:
- 开发了一个数值心血管模型,使用来自模拟循环循环 (MCL) 和患者特定弹性功能的数据.
- 验证了数值MCL与实验MCL结果的对比,在各种条件下评估准确性,包括左心衰竭.
- 用儿科数据集调整了数值模型,并使用螺旋HQ曲线模拟了LVAD流动.
主要成果:
- 数值MCL与实验结果有很好的一致性,在初始验证期间,血液动力学差异从0到11%不等.
- 该模型显示,在左心力衰竭条件下,最坏情况的差异为16%.
- 使用儿科LVAD对实验性MCL数据的验证显示血液动力学差异在0到9%之间.
结论:
- 经过验证的数值模型准确地复制了各种生理条件和儿科LVAD驱动器设计.
- 这种计算工具显示了可植入的儿科LVADs开发和优化的巨大潜力.
- 该模型可以帮助为儿科心力衰竭患者创造更有效的治疗选择.
