The influence of selected left ventricular and systemic parameters on cardiovascular hemodynamics and energetics - modeIIing study

• Autorzy: Górczyńska K. , Ferrari G. , De Lazzari C. , Mimmo R. , Tosti G. , Clemente F. , Englisz M. , Guaragno M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych parametrów lewej komory serca i krążenia systemowego na właściwości hemodynamiczne i energetyczne układu krążenia - badania modelowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ventricular sufficiency can be estimated basing on the heart muscle's ability to effective ejection in systole and filling conditions created in diastole. These features, in quantitative sense, can be evaluated by selected energetic and hemodynamic parameters of the ventricle and the circulatory system. In the computer model and the physical model of blood circulation, pathological states of the left ventricle and the systemic arterial tree, represented by ventricular compliance, the filling characteristic and peripheral resistance have been simulated. The influence of the modelled pathological states on hemodynamics and energetics of the circulatory system has been discussed. In some cases, left ventricular assistance using an LVAD has been appIied. The computer model CARDIOSIM and the physical model MCS, with computer-controIled ventricles and peripheral resistances, were developed at the Institute of Biomedical Technologies CNR in Rome (Italy). In these models, the energetic relations among the ventricle, the arterial system and the assist device are analysed on the pressure-volume piane (P-V). The LVAD was developed at the Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering PAS. It consists of the foIlowing units: the artificial left ventricle ALV, the pneumatic drive unit PDU and the electronic control system ECS. In the device, the driving positive and negative pressure signals for the systole and diastole phases are realised by means of one pneumatic element in the PDU of special original design. The foIlowing parameters were used to estimate condition of the circuIatory system in different pathological states, including left ventricular assistance: left atrial pressure P(LA) aortic pressure P(as), arterial pulmonary pressure P(ap) cardiac output CO, cardiac output index CI, external work EW, oxygen consumption V(O2) and cardiac mechanicaI efficiency CME.

PL

Sprawność komory serca może być oceniana na podstawie zdolności mięśnia sercowego do efektywnego wyrzutu krwi z komory w fazie skurczu i warunków napełniania komory krwią w fazie rozkurczu. W sensie ilościowym, cechy te mogą być oceniane na podstawie wybranych parametrów energetycznych i hemodynamicznych serca i układu krążenia. Na fizycznym i komputerowym modelu układu krążenia zamodelowano stany patologiczne lewej komory i systemowego układu tętniczego, reprezentowane przez podatność komory, charakterystykę jej napełniania i oporność peryferyjną. Dokonano analizy wpływu zamodelowanych stanów patologicznych na hemodynamiczne i energetyczne parametry układu krążenia i lewej komory, również w przypadku jej wspomagania za pomocą urządzenia LVAD. Komputerowy model układu krążenia CARDIOSIM i fizyczny model MCS ze sterowanymi komputerowo komorami serca i opornościami peryferyjnymi, zostały opracowane i wykonane w Instytucie Technologii Biomedycznej CNR w Rzymie. W modelach tych energetyczne zależności pomiędzy sercem, układem krążenia i urządzeniem wspomagającym analizowane są na płaszczyźnie P-V (ciśnienie-objętość). Urządzenie LVAD, służące do wspomagania pracy serca za pomocą sztucznej lewej komory, zostało opracowane i wykonane w Instytucie Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN w Warszawie. W skład urządzenia wchodzą: sztuczna lewa komora ALV, pneumatyczny układ napędowy PDU i elektroniczna jednostka sterująca EIS. W urządzeniu tym, dodatni i ujemny sygnał ciśnieniowy dla fazy skurczu i fazy rozkurczu jest realizowany w PDU, za pomocą tego samego elementu pneumatycznego o specjalnej, oryginalnej konstrukcji. W niniejszej pracy, do ogólnej oceny kondycji układu krążenia w różnych stanach patologicznych, z uwzględniem wspomagania lewej komory serca, użyto następujących parametrów: ciśnienie w lewym przedsionku P(LA) ciśnienie aortalne P(as) ciśnienie w tętnicy płucnej P(ap) wskaźnik serca CI, praca zewnętrzna EW, zużycie tlenu V(O) i mechaniczna wydajność serca CME.

Słowa kluczowe

EN

ventricuIar compliance; ventricular energetics; peripheral resistance; heart assistance

PL

układ krążenia; badania modelowe

• Wydawca: Nałęcz Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering of the Polish Academy of Sciences ; Elsevier
• Czasopismo: Biocybernetics and Biomedical Engineering
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 20, no. 3
• Strony: 35--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Górczyńska K.

autor

Ferrari G.

autor

De Lazzari C.

autor

Mimmo R.

autor

Tosti G.

autor

Clemente F.

autor

Englisz M.

autor

Guaragno M.

• Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering PAS, Warsaw, Poland