在心肌中吸管诱导的机械变形:计算机建模和ex vivo实验
Yukako Ijima1, Kriengsak Masnok1,2, Juan J Perez3
1Biofluid Science and Engineering Laboratory, Global Course of Engineering and Science, Graduate School of Engineering and Science, Shibaura Institute of Technology, 307 Fukasaku, Minuma-Ku, Saitama-City, Saitama, 337-8570, Japan.
Medical & biological engineering & computing
|June 1, 2024
概括
在心脏剥离过程中,接触力 (CF) 与导管尖插入深度和心肌变形直接相关. 这项研究使用ex vivo模型和计算分析量化了这种关系,这对于优化除程序至关重要.
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
- 医疗器械技术 医疗器械技术
背景情况:
- 心肌和导管尖之间的适当接触对于有效的心脏导管切除至关重要.
- 了解所涉及的机械力量可以改善切除结果和患者安全.
研究的目的:
- 量化接触力 (CF) 与肌肉组织由导管尖端诱导的机械变形之间的关系.
- 对实验数据进行计算模型的验证,以模拟导管-组织相互作用.
主要方法:
- 使用了ex vivo猪心脏模型,垂直插入了导管尖端.
- 应用了各种接触力 (10-80 g) 并测量了插入深度和表面变形.
- 开发了一个使用3参数Mooney-Rivlin超弹性材料模型模拟实验条件的计算模型.
主要成果:
- 证明CF和插入深度 (R2 = 0.96) 之间存在强烈的相关性,深度从10g时的0.7mm增加到80g时的6.9mm.
- 确定了不对称的表面变形,CF和小/大直径之间有很强的相关性 (R2 ≥0.95).
- 在计算和实验结果之间实现了最佳匹配,预测误差为0.74mm (ID) 和0.86mm (平均直径).
结论:
- 接触力显著影响着导管插入深度和心肌变形在切除过程中.
- 计算建模为预测导管-组织相互作用提供了一种可靠的方法.
- 这些发现可以为废弃导管的设计和使用提供信息,以提高程序的有效性.
