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Impacto de la Fluctuación Respiratoria en la Hemodinámica del Sistema Cardiovascular Humano: Un Modelo Multiescala 0-1D

Autores: Li, Ruichen; Sughimoto, Koichi; Zhang, Xiancheng; Wang, Sirui; Hiraki, Yuto; Liu, Hao

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Impacto de la Fluctuación Respiratoria en la Hemodinámica del Sistema Cardiovascular Humano: Un Modelo Multiescala 0-1D


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Interacción hemodinámica
Sistema respiratorio
Sistema cardiovascular
Modelo computacional
Presión intratorácica
Formas de onda de presión arterial

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para explorar la interacción hemodinámica entre el sistema respiratorio humano (SR) y el sistema cardiovascular (SCV), aquí proponemos un modelo computacional integrado para predecir la hemodinámica del SCV teniendo en cuenta la fluctuación respiratoria (FR). Se desarrolla un submódulo de ajuste de la presión intratorácica (PIT) y se incorpora en un modelo hemodinámico multiescala 0-1D del SCV especificado para individuos infantiles, adolescentes y adultos. El modelo se verifica para permitir una estimación razonable de las formas de onda de presión arterial teniendo en cuenta las fluctuaciones de presión inducidas por la FR en comparación con los datos clínicos. Los resultados muestran que la PIT negativa causada por la respiración aumenta las tasas de flujo sanguíneo en las venas cavas superior e inferior; la respiración profunda mejora el retorno venoso en adolescentes, pero tiene menos influencia en los infantes. Se encuentra que una reducción marcada en la PIT bajo condiciones patológicas puede aumentar excesivamente las tasas de flujo en las cavas independientemente de las edades individuales, lo que puede causar inestabilidad hemodinámica y, por lo tanto, aumentar el riesgo de insuficiencia cardíaca. Nuestros resultados indican que el presente modelo multiescala 0-1D del SCV incorporado con el efecto de la FR es capaz de proporcionar una herramienta útil y efectiva para explorar los mecanismos fisiológicos y patológicos en asociación con las interacciones cardiopulmonares y sus aplicaciones clínicas.

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