Heterogeneous growth-induced prestrain in the heart.
Heterogeneous growth-induced prestrain in the heart.
复制标题
DOI：
10.1016/j.jbiomech.2015.03.012
复制
发表时间：
2015-07-16
影响因子：
2.4
通讯作者：
Kuhl, E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Genet, M.;Rausch, M. K.;Lee, L. C.;Choy, S.;Zhao, X.;Kassab, G. S.;Kozerke, S.;Guccione, J. M.;Kuhl, E.
关键词：
正如 Y.C. 所表明的，即使完全卸载，生物结构也并非没有压力。冯氏对动脉和左心室的精液张角实验。由于这种预应变，从医学成像中提取的特定于对象的几何形状并不代表机械分析所需的卸载参考配置，即使该结构是外部卸载的。在这里，我们提出了一种新的计算方法，使用虚拟配置的连续理论与定点迭代相结合，在特定于受试者的左心室几何形状中创建生理残余应力场。我们还在四个猪模型上重现了张角实验，以表征正常张角值的范围。该方法产生的残余应力场可以可靠地再现实验测量的 8.7±1.8 和 16.6±13.7 之间的张角范围。我们证明，包括预应变的影响可将左心室硬度降低高达 40%，从而促进心室充盈，这对心脏功能有显着影响。这种方法可以提高特定对象模型的保真度，以增进我们对心脏病的理解并优化治疗方案。
Even when entirely unloaded, biological structures are not stress-free, as shown by Y.C. Fung’s seminal opening angle experiment on arteries and the left ventricle. As a result of this prestrain, subject-specific geometries extracted from medical imaging do not represent an unloaded reference configuration necessary for mechanical analysis, even if the structure is externally unloaded. Here we propose a new computational method to create physiological residual stress fields in subject-specific left ventricular geometries using the continuum theory of fictitious configurations combined with a fixed-point iteration. We also reproduced the opening angle experiment on four swine models, to characterize the range of normal opening angle values. The proposed method generates residual stress fields which can reliably reproduce the range of opening angles between 8.7±1.8 and 16.6 ± 13.7 as measured experimentally. We demonstrate that including the effects of prestrain reduces the left ventricular stiffness by up to 40%, thus facilitating the ventricular filling, which has a significant impact on cardiac function. This method can improve the fidelity of subject-specific models to improve our understanding of cardiac diseases and to optimize treatment options.
登录
查看更多内容
影响因子：
2
作者：
Holzapfel, GA;Gasser, TC;Ogden, RW
通讯作者：
Ogden, RW
DOI：
10.1152/ajpheart.1996.270.2.h750
发表时间：
1996-02-01
影响因子：
4.8
作者：
Han, HC;Fung, YC
通讯作者：
Fung, YC
DOI：
10.1098/rsta.2009.0091
发表时间：
2009-09-13
影响因子：
5
作者：
Holzapfel, Gerhard A.;Ogden, Ray W.
通讯作者：
Ogden, Ray W.
影响因子：
2.4
作者：
Deguchi, Shinji;Ohashi, Toshiro;Sato, Masaaki
通讯作者：
Sato, Masaaki
影响因子：
2
作者：
Goktepe, Serdar;Abilez, Oscar John;Kuhl, Ellen
通讯作者：
Kuhl, Ellen