左心室力学的一种多尺度有限元素模型,包含巴罗反射调节
Hossein Sharifi1, Lik Chuan Lee2, Kenneth S Campbell3
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Kentucky, Lexington, KY, USA.
Computers in biology and medicine
|November 20, 2023
概括
一个新的多尺度心血管模型,MyoFE,整合了肌水平收缩和巴罗反射控制,以保持动脉压力. 这种计算框架在各种心血管干扰期间有效调节血压.
科学领域:
- 计算生物学是一种计算生物学.
- 心血管生理学心血管生理学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 心血管功能依赖于短期的血液动力学巴罗反射循环来维持正常的动脉压力.
- 现有的模型往往缺乏细胞收缩和全身循环动态的详细机械集成.
研究的目的:
- 介绍MyoFE,这是心血管系统的新型多尺度模型.
- 整合一个肌水平收缩模型与有限元左心室模型和一个巴罗反射控制系统.
主要方法:
- 开发了一种多尺度模型 (MyoFE),将肌水平收缩与有限元素左心室模型相结合.
- 集成了一个闭环巴罗反射控制系统,模拟了 afferent 和 efferent 路径.
- 通过巴罗反射算法调节心率,血管度和细胞内动态.
主要成果:
- 在模拟扰动下,MyoFE模型成功地维持了动脉压.
- 在包括改变的大动脉阻力, mitra 排泄和心肌梗塞在内的场景中证明有效性.
- 展示了巴罗反射算法在多个尺度上调节心血管参数的能力.
结论:
- MyoFE多尺度模型为模拟心血管调节提供了一个强大的框架.
- 这个模型有效地证明了巴罗反射控制在维持血液动力学稳定的作用.
- 未来的应用包括对心血管生长和重塑的计算研究.
