PC-baserad realtids simuleringsmodell av kardiovaskulär fysiologi

Målet med detta projekt är att utveckla en simuleringsmodell som i realtid beskriver hemodynamik och syrgastransport i hela hjärt-kärl-systemet. Syftet är att öka förståelsen för de komplexa samband som finns mellan hjärtfunktion, klaffunktion och kärlfunktion både i normalfysiologi och vid sjukdom. Vår vision är inte bara att modellen ska kunna användas i grundläggande och avancerad undervisning i cirkulationsfysiologi utan också att modellen kan fungera som beslutsstöd vid diagnostik av verkliga patienter.

Strategi och tillvägagångssätt

Modellen programmeras och valideras som en fristående programvara baserad på tidigare publicerade modeller, kliniska erfarenheter och hjärtkärlsystemets fysikaliska egenskaper. Tryck, volym, syrgasmättnad och flöden i hela modellen uppdateras 4000 ggr per sekund. Data presenteras i ett lättillgängligt gränssnitt där modellens egenskaper kan modifieras och effekterna studeras.

Framgång, preliminära resultat

Vi har nu en fungerande modell som består av hjärtats rum, 27 kärlsegment och klaffar som öppnar och stänger beroende på tryckgradienter och flöden. Autoregulatoriska reflexer kan aktiveras i programvaran. Behandling med aortaballongpump och hjärtlungmaskin kan simuleras, liksom effekter av förändrat intrathorakalt tryck.