Khía cạnh huyết động học của thiết bị hỗ trợ tâm thất Berlin

I. Avrahami1, S. Einav1, M. Rosenfeld1, K. Affeld2
1Department of Biomedical Engineering, Tel-Aviv University, Israel
2Humboldt University of Berlin, Germany

Tóm tắt

Một thiết bị hỗ trợ tâm thất (VAD) mới, với đơn vị chuyển đổi năng lượng cải tiến, đã được nghiên cứu cả về mặt lý thuyết và thực nghiệm. Một kỹ thuật thăm dò tốc độ hạt số (CDPIV) liên tục được kết hợp với phân tích động lực học chất lỏng tính toán (CFD). Những công cụ này bổ sung cho nhau để tạo ra một mô tả toàn diện về trường dòng chảy 3D, nhớt và phụ thuộc theo thời gian bên trong tâm thất của trái tim nhân tạo. Một mô hình số 3D đã được xây dựng để mô phỏng bơm VAD và một phân tích CFD phụ thuộc theo thời gian với các bức tường chuyển động đã được thực hiện để dự đoán trường dòng chảy bên trong VAD trong chu kỳ tim. Một gói phần mềm phần tử hữu hạn thương mại (FIDAP, Fluent Inc., Evanston) đã được sử dụng để giải các phương trình Navier-Stokes. Trong phân tích thực nghiệm, một mô hình đàn hồi trong suốt quang học của VAD đã được đặt vào bên trong hệ thống CDPIV 2D. Việc hình dung dòng chảy liên tục và các phép tính CDPIV về dòng chảy đã được sử dụng để xác thực các mô phỏng CFD. Khi được xác thực, các kết quả CFD cung cấp một mô tả chi tiết 3D và phụ thuộc theo thời gian về trường dòng chảy, cho phép xác định các vùng ngừng tụ hoặc căng thẳng cắt cao.

Từ khóa

#Huyết động học #Động lực học chất lỏng tính toán #Hình ảnh quang học #Phân tích hình ảnh #Trái tim nhân tạo #Mô hình số #Mô hình tính toán #Mô hình phân tích #Mô hình dự đoán #Bơm

Tài liệu tham khảo

affeld, 1997, Flow in Artificial Heart Valves and in Cardiac Assist Devices, Ninth Int Conf Biomed Eng, 30 10.1111/j.1525-1594.1993.tb00392.x papadopoulos, 2000, Liquid Flow Measurement via 3-D PIV, Flomeko 2000 10th International Conference on Flow Measurement kertzscher, 1998, Optical Method to Assess the Wall Shear Rate in Small Ducts, 8th Intern Simpos Flow Visu 10.1115/1.2798293 10.1046/j.1525-1594.1998.06169.x 10.1046/j.1525-1594.2000.06580.x 10.1016/1350-4533(95)00017-H 10.1115/1.2796040 10.1115/1.2796058 10.1115/1.2894101 10.1097/00002480-199339030-00037 10.1097/00002480-199901000-00007 10.1097/00002480-199407000-00050 affeld, 0, Cardiac Valves and Cardiac Assist Systems, Fluid Dynamic and Biological Flows, 1 10.1111/j.1525-1594.1993.tb00585.x chandran, 1991, In Vitro Hemodynamicc Analysis of Flexible Artificial Ventricles, Art Org, 15, 420 10.1097/00002480-199809000-00084 10.1111/j.1525-1594.1995.tb02374.x 10.1023/A:1007951707260 affeld, 1997, Technical Obstacles on the Road Towards a Permanent Left Ventricular Assist Device, Heart Vessels, 28 10.1115/1.1286559 grad, 1998, Spectral and instantaneous flow characteristics of vascular junctions using continuous DPIV, 9th International Symposium on Applications of Laser techniques to fluid Mechanics 10.1007/BF00190388 bluestein, 2001, Techniques in the Stability Analysis of Pulsatile Flow Through Heart Valves, Cardiovascular Techniques Biomechanical Systems Techniques and Applications, 2