Avances en la modelización por elementos finitos para los cables de dispositivos cardíacos y modelos tridimensionales de corazón
Autores: Salih, Anmar; Hamandi, Farah; Goswami, Tarun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Avances en la modelización por elementos finitos para los cables de dispositivos cardíacos y modelos tridimensionales de corazón
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Corazón
Modelado
Conduce
Simulaciones
Propiedades
Rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La notable vitalidad del corazón humano requiere una comprensión profunda de su mecánica, especialmente en lo que respecta a los conductores de dispositivos cardíacos. Este documento presenta avances en modelado por elementos finitos para conductores cardíacos y modelos cardíacos en 3D, aprovechando simulaciones computacionales para evaluar el comportamiento del conductor con el tiempo. A través de técnicas detalladas de modelado y malla, capturamos con precisión las complejas interacciones entre los conductores y el tejido cardíaco. Las propiedades de los materiales se asignaron en base a estándares ASTM (American Society for Testing and Materials) y datos de exposición in vivo, asegurando simulaciones realistas. Nuestros resultados muestran un acuerdo cercano entre los datos experimentales y simulados para el aislamiento de silicona en los conductores de marcapasos, con una tolerancia de fuerza media de 19.6 N +/- 3.6 N, una resistencia última a la tracción (UTS) de 6.3 MPa +/- 1.15 MPa y una elongación porcentual de 125% +/- 18.8%, resaltando la eficacia de la simulación en predecir el rendimiento del conductor. Del mismo modo, para el aislamiento de poliuretano en los conductores de DAI, encontramos una fuerza media de 65.87 N +/- 7.1 N, una UTS de 10.7 MPa +/- 1.15 MPa y una elongación porcentual de 259.3% +/- 21.4%. Además, para el aislamiento de poliuretano en los conductores de TRC, observamos una fuerza media de 53.3 N +/- 2.06 N, una UTS de 22.11 MPa +/- 0.85 MPa y una elongación porcentual de 251.6% +/- 13.2%. El análisis de correlación reveló fuertes relaciones entre las propiedades mecánicas, validando aún más los modelos de simulación. Los modelos de clasificación construidos utilizando datos experimentales y simulados exhibieron una alta capacidad discriminativa, subrayando la fiabilidad de la simulación en el análisis del comportamiento del conductor. Estos hallazgos contribuyen a los esfuerzos continuos para mejorar el diseño de conductores de dispositivos cardíacos y optimizar los resultados para los pacientes.
Descripción
La notable vitalidad del corazón humano requiere una comprensión profunda de su mecánica, especialmente en lo que respecta a los conductores de dispositivos cardíacos. Este documento presenta avances en modelado por elementos finitos para conductores cardíacos y modelos cardíacos en 3D, aprovechando simulaciones computacionales para evaluar el comportamiento del conductor con el tiempo. A través de técnicas detalladas de modelado y malla, capturamos con precisión las complejas interacciones entre los conductores y el tejido cardíaco. Las propiedades de los materiales se asignaron en base a estándares ASTM (American Society for Testing and Materials) y datos de exposición in vivo, asegurando simulaciones realistas. Nuestros resultados muestran un acuerdo cercano entre los datos experimentales y simulados para el aislamiento de silicona en los conductores de marcapasos, con una tolerancia de fuerza media de 19.6 N +/- 3.6 N, una resistencia última a la tracción (UTS) de 6.3 MPa +/- 1.15 MPa y una elongación porcentual de 125% +/- 18.8%, resaltando la eficacia de la simulación en predecir el rendimiento del conductor. Del mismo modo, para el aislamiento de poliuretano en los conductores de DAI, encontramos una fuerza media de 65.87 N +/- 7.1 N, una UTS de 10.7 MPa +/- 1.15 MPa y una elongación porcentual de 259.3% +/- 21.4%. Además, para el aislamiento de poliuretano en los conductores de TRC, observamos una fuerza media de 53.3 N +/- 2.06 N, una UTS de 22.11 MPa +/- 0.85 MPa y una elongación porcentual de 251.6% +/- 13.2%. El análisis de correlación reveló fuertes relaciones entre las propiedades mecánicas, validando aún más los modelos de simulación. Los modelos de clasificación construidos utilizando datos experimentales y simulados exhibieron una alta capacidad discriminativa, subrayando la fiabilidad de la simulación en el análisis del comportamiento del conductor. Estos hallazgos contribuyen a los esfuerzos continuos para mejorar el diseño de conductores de dispositivos cardíacos y optimizar los resultados para los pacientes.