Blood Flow Visualization and Pressure Change Validation by Considering Valve Interlocking and Left Ventricular Isovolumetric Contraction and Relaxation

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本研究は従来研究からの継続研究であるため，ある程度のシミュレーションモデルと手法は作成している．しかしながら，本研究では僧帽弁と大動脈弁との連動動作や，左心室の等容性収縮，および等容性弛緩を考慮した血流と圧力変化の可視化を新たな目標としているため，最初の年度にあたる令和３年度はシミュレーションモデルの見直しを行った．特に，大動脈弁および左心室は，それぞれ弁の開閉，および等容性収縮を実現するために，弾性体としてモデルを作成する必要がある．弾性体は物質の剛性を示すヤング率により，挙動がかなり異なる．しかしながら，生体心臓のヤング率を測定することは不可能であるため，他の臓器である肝臓などのヤング率を参考に左心室のヤング率を決定した．また，僧帽弁と大動脈弁の連動動作を取り入れることで，左心室から大動脈へ大量の血液が流れるようになった．ただし，シミュレーションの圧力変化を文献値と比較すると，左心室の圧力値が文献値よりも高いため，左心室の等容性収縮を取り入れたシミュレーションを行った．この結果，左心室の圧力が高くなり，血液は一気に大動脈へと流れ出した．左心室から大動脈へ血液が一気に流れると大動脈内の粒子が異常接近してシミュレーションが崩壊するため，左心室から大動脈へ血液を流すと同時に，大動脈からの血液流出も考慮する必要がある．ただし，大動脈から多くの血液が流出すると，大動脈の圧力が低下することになるため，今後は左心室から大動脈へと一気に血液を流すが，大動脈の圧力が低下することなく，シミュレーションを継続できる手法を検討する．