Simulation and Imaging of the Cardiac System: State of the Heart

توموگرافی سرعت اولتراسوند امکان اندازه گیری هندسه قلب را برای مراحل مختلف چرخه قلب فراهم می کند. توموگراف حاضر در فواصل 20 میلی ثانیه بازسازی می کند. به دلیل فقدان نشانه‌های مشخص (داخلی) (به جز ریشه‌های عضله پاپیلری)، تعیین مسیرهای فضایی نقاط خاص در قلب دشوار است. بنابراین، روش دوم تزریق نشانگرهای پرتوپاک در قلب و پیروی از الگوهای حرکتی آنها در طول چرخه قلبی با کمک تجهیزات اشعه ایکس دوبال توسعه یافت. داده های به دست آمده با هر دو روش را می توان در مدل المان محدود قلب ما برای محاسبه تنش ها و کرنش های درون لایه ای پیاده سازی کرد. نتایج به‌دست‌آمده تا کنون با معادله دارسی توسعه‌یافته برای توضیح تعامل رئولوژی خون و مکانیک بافت امیدوارکننده به نظر می‌رسد. آزمایش بیشتر با موضوعات پیچیده تر از آنچه در شکل 9 ذکر شده است، قبل از اینکه در مدل اجزای محدود قلب ما اجرا شود، مورد نیاز است. نتیجه می گیریم که تجزیه و تحلیل عملکرد قلب منطقه ای، از جمله جریان خون منطقه ای میوکارد، هنوز به یک تلاش تحقیقاتی عمده نیاز دارد، اما نتایج به دست آمده تاکنون، به نظر ما، ادامه در این جهت را توجیه می کند. قدردانی نویسندگان از دکتر سی. بورست و همکارانش برای انجام آزمایشات حیوانی و پروفسور قدردانی می کنند. ون کامپن و دکتر. Grootenboer برای مشارکت آنها برخی از جنبه های این کار است.

The ultrasound velocity tomography allows measurement of cardiac geometries for various phases in the cardiac cycle. The present tomograph makes reconstruc­ tions at intervals of 20 ms. Because of a lack of clear (intramural) landmarks (except the roots of the papillairy muscle), it is difficult to pinpoint spatial trajectories of particular points in the heart. Therefore, a second method was developed of injecting radiopaque markers in the heart and following their motion patterns during the cardiac cycle with help of a biplane X-ray equipment. The data obtained with both methods can be implemented in our finite element model of the heart to compute intramural stresses and strains. The results obtained sofar with the extended Darcy equation to account for the interaction of blood rheology and tissue mechanics look promising. Further testing with more sophisticated subjects than mentioned in Figure 9 is required before it will be implemented in our finite element model of the heart. We conclude that analysis of regional cardiac function, including regional myocardial blood flow, requires still a major research effort but the results obtained sofar justify, to our opinion, a continuation in this direction. Acknowledgement The authors acknowledge Dr. C. Borst and coworkers for doing the animal experiments and prof. Van Campen and dr. Grootenboer for their participation is some aspects of this work.