مدل‌سازی الکترومکانیکی قلب در حالت‌های نرمال و فشارخون ریوی بالا

بیماری‌های قلبی-عروقی عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری عملکرد قلب به تدریج به ابزاری قدرتمند برای درک بهتر رفتار قلب و حمایت از تصمیم‌گیری بالینی تبدیل می‌شوند. با این حال، مدل‌سازی‌ قلب راست هنوز در مراحل اولیه می‌باشد. فشار خون ریوی یک اختلال پاتوفیزیولوژیک است که ممکن است شرایط بالینی متعددی را شامل شود. این پژوهش یک مدل ریاضی و عددی چند مقیاسی کاملاً کوپل شده از الکترومکانیک قلب با هندسه دوبطنی ایده آل را برای افراد نرمال و دارای بیمار فشارخون ریوی بالا در نرم‌افزار کامسول ارائه می دهد. فیبر عضلانی که هدایت الکتریکی و انقباض میوکارد را کنترل می‌کند، از عوامل حیاتی برای شبیه سازی الکترومکانیکی قلب است که با استفاده از روش مبتنی بر قانون تعریف شد. از مدل گردش خون ویندکسل برای محاسبه فشارهای سیستمیک و ریوی استفاده شد. گردش خون با رویکردی سر راست برای بطن چپ و راست مدل‌سازی شد. در نهایت، تغییرات در رفتار عملکردی قلب بین افراد بدون فشار خون ریوی و افراد سالم مورد ارزیابی قرار گرفت. مشاهده شد که فشار بطن راست در فشار خون ریوی بالا افزایش می‌یابد و کسر تخلیه با کاهش مواجه می‌شود.

electromechanical modeling of the heart in healthy and pulmonary arterial hypertension cases

cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide. computer simulations of cardiac function are gradually becoming a powerful tool to better understand cardiac behavior and support clinical decision-making. however, right heart modeling is still in its early stages. pulmonary hypertension is a pathophysiological disorder that may involve several clinical conditions. this study presents a fully coupled multiscale mathematical and numerical model of cardiac electromechanics with idealized biventricular geometry for normal subjects and pulmonary hypertension patients in comsol software. muscle fibers that control electrical conduction and myocardial contraction, is one of the vital factors for the electromechanical simulation of the heart which was defined using a rule-based method. windkessel blood circulation model was used to calculate systemic and pulmonary pressures. blood circulation was modeled with a straightforward approach for the left and right ventricles. lastly, alterations in the functional behavior of the heart were evaluated between individuals without pulmonary hypertension and healthy subjects. it was observed that right ventricular pressure increases in pulmonary arterial hypertension and ejection fraction decreases.