مدل سازی و شبیه سازی خواص هایپرالاستیک و ویسکوالاستیک ماهیچه قلبی با لحاظ کردن تنش فعال

بیماری های قلبی عروقی از مهم ترین علل مرگ در جهان هستند و درمان آن ها از نظر پزشکی و مالی دارای اهمیت بسیاری است. یکی از روش های موثری که می تواند در درمان بیماری های قلبی عروقی بسیار مفید باشد، مدل سازی محاسباتی است که به کمک آن متخصصین پزشکی می توانند شناخت بهتری از قلب انسان داشته و رویکردهای درمانی تاثیرگذارتری ارائه دهند. مشخصه های مکانیکی ماهیچه قلب انسان که به عنوان یک بافت غیرخطی و ناهمسانگرد شناخته می شود، از مهم ترین قسمت های قلب است زیرا نقش اساسی را در پاسخ قلب به بارگذاری ها و باربرداری ها در خلال سیکل قلبی، بازی می کند. در این پژوهش، خاصیت هایپرالاستیک ارتوتروپیک و ویسکوالاستیک همسانگرد قلب انسان با لحاظ کردن اثر تنش فعال در ماهیچه قلبی و با بکارگیری هندسه بطن چپ ایده آل، مدل سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که خاصیت ویسکوالاستیک باعث میرا شدن تغییر شکل ماهیچه قلب می شود و مقدار پیچش تجربه شده توسط بافت را کاهش می دهد. همچنین، بافت ماهیچه قلب در شبیه سازی ویسکوالاستیک پدیده هیسترزیس را از خود نشان داد که این پدیده در مشاهدات بالینی از مکانیک قلب دیده شده است. مدل به طور کامل در نرم افزار المان محدود کامسول مولتی فیزیک پیاده سازی شده است و قابلیت این را دارد تا در پژوهش های آینده برای بکارگیری در مدل های الکترومکانیکی قلب مورد استفاده قرار گیرد.

Keywords:

Computational Modeling , Hyperelastic , Viscoelastic , Myocardial Mechanics , Finite Element Method , مدل سازی محاسباتی , هایپرالاستیک , ویسکوالاستیک , مکانیک میوکاردیوم , روش المال محدود