応用機械工学ジャーナル

概要

流体構造相互作用技術を応用した大動脈弁のストローク作業に対する運動の影響に関する初期洞察

Bahraseman HG*、Languri EM、Espino DM、Shojaei H、Hassani K、Derakhshandeh H

左室の1回仕事量は、1心周期を通して血液を送り出す際に左室が行う仕事量の尺度である。本研究の目的は、運動プロトコル中に流体構造相互作用（FSI）シミュレーションを使用して、健康な被験者の1回仕事量を数値的に評価するモデルを提案することであった。大動脈弁の寸法は、心エコー検査の画像技術を使用して計算された。FSIシミュレーションは、任意ラグランジュ-オイラー（ALE）メッシュを使用して実行された。境界条件は、心室側と大動脈側の圧力負荷によって定義された。1回仕事量は60 bpmから125 bpmまで121%増加すると予測され、125 bpmを超えてもそれほど増加しなかった。1回仕事量に対するFSI結果の導出回帰方程式と臨床結果との比較に基づくと、数値的に予測された1回仕事量の値は、公表されている臨床データとよく一致する。運動プロトコル中のストローク仕事量から平均動脈圧への変化の傾きは 168.08 ml で、臨床データの平均傾きより 12.2% 小さくなっています。運動プロトコル中のストローク仕事量から平均動脈圧への変化の y 軸切片は -11186 mmHg.ml で、臨床データの平均 y 軸切片より 15% 小さくなっています。特定の患者に関する私たちの結果は、異なる心拍数での患者固有のストローク仕事量の良好な推定値を予測するために数値的手法を提案できることを示しています。