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Abstrakt
Angewandte Fluid-Struktur-Interaktionstechnik für erste Einblicke in die Wirkung von körperlicher Betätigung auf die Schlagarbeit der Aortenklappe
Bahraseman HG*, Languri EM, Espino DM, Shojaei H, Hassani K und Derakhshandeh H
Die Schlagarbeit des linken Ventrikels ist ein Maß für die Arbeit, die vom linken Ventrikel während der Ausstoßung von Blut während jedes Herzzyklus geleistet wird. Ziel dieser Untersuchung war, ein Modell vorzuschlagen, um die Schlagarbeit bei einem gesunden Probanden numerisch zu bewerten, indem eine Fluid-Struktur-Interaktionssimulation (FSI) während eines Belastungsprotokolls verwendet wird. Die Abmessungen der Aortenklappe wurden mithilfe der Echokardiografie-Bildgebungstechnik berechnet. Eine FSI-Simulation wurde mithilfe eines Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE)-Netzes durchgeführt. Die Randbedingungen wurden durch die Druckbelastungen auf der Ventrikel- und Aortenseite definiert. Es wurde vorhergesagt, dass die Schlagarbeit von 60 Schlägen pro Minute auf 125 Schläge pro Minute auf 121 % ansteigt, und über 125 Schläge pro Minute stieg sie nicht wesentlich an. Basierend auf den abgeleiteten Regressionsgleichungen unserer FSI-Ergebnisse für die Schlagarbeit und einem Vergleich dieser mit klinischen Ergebnissen stimmen die numerisch vorhergesagten Schlagarbeitswerte gut mit veröffentlichten klinischen Daten überein. Die Steigung der Änderung der Schlagarbeit zum mittleren arteriellen Druck beträgt während des Trainingsprotokolls 168,08 ml, was 12,2 % weniger ist als die durchschnittliche Steigung der klinischen Daten. Der Y-Achsenabschnitt der Änderung der Schlagarbeit zum mittleren arteriellen Druck beträgt während des Trainingsprotokolls -11186 mmHg.ml, was 15 % weniger ist als der durchschnittliche Y-Achsenabschnitt der klinischen Daten. Unsere Ergebnisse für den spezifischen Patienten zeigen, dass numerische Methoden vorgeschlagen werden können, um gute Schätzungen der patientenspezifischen Schlagarbeit bei unterschiedlichen Herzfrequenzen vorherzusagen.