Un modèle électromécanique biventriculaire 3D couplé avec un modèle de système cardiovasculaire en boucle fermée 0D a reproduit avec succès des biomarqueurs mécaniques physiologiques correspondant aux données expérimentales de la littérature.
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Un modèle computationnel en boucle fermée 3D-0D novateur de l'électromécanique biventriculaire reproduit avec précision les biomarqueurs mécaniques physiologiques et démontre l'impact de l'architecture des myofibres sur la fonction de pompage cardiaque.
Deux facteurs cruciaux pour des simulations numériques précises de l'électromécanique cardiaque, qui sont également essentiels pour reproduire l'activité synchronisée du cœur, sont : (i) tenir compte de l'interaction entre le cœur et le système circulatoire qui détermine les charges de pression et de volume dans les chambres cardiaques ; (ii) reconstruire l'architecture des fibres musculaires qui drive le signal électrophysiologique et la contraction du myocarde. Dans ce travail, nous présentons un modèle électromécanique biventriculaire 3D couplé avec un modèle en boucle fermée 0D de l'ensemble du système cardiovasculaire qui aborde les deux facteurs cruciaux précédents. Dans ce but, nous introduisons une condition aux limites pour le problème mécanique qui tient compte de la partie négligée du domaine située au-dessus du plan basal biventriculaire et qui est cohérente avec les principes de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie. Nous discutons également en détail des conditions de couplage derrière les modèles 3D et 0D. Nous effectuons des simulations électromécaniques dans des conditions physiologiques en utilisant le modèle 3D–0D et nous montrons que nos résultats correspondent aux données expérimentales des biomarqueurs mécaniques pertinents disponibles dans la littérature. De plus, nous étudions différents agencements dans la contraction active des fibres croisées. Nous prouvons qu'une tension active le long de la direction de la feuille contrecarre la contraction des myofibres, tandis que celle le long de la direction normale à la feuille augmente le travail cardiaque. Enfin, plusieurs architectures de myofibres sont analysées. Nous montrons qu'un champ de fibres différent dans la zone septale et dans la paroi transmurale affecte la fonctionnalité de pompage du ventricule gauche.
Piersanti et al. (ven,) ont réalisé une autre étude sur le cœur humain sain (modèle computationnel). Le modèle électromécanique 3D-0D en boucle fermée contre les valeurs de la littérature a été évalué sur les biomarqueurs mécaniques (EDV, ESV, EF, PLV, PRV, LFS, WT). Un modèle électromécanique biventriculaire 3D couplé à un modèle de système cardiovasculaire en boucle fermée 0D a réussi à reproduire les biomarqueurs mécaniques physiologiques correspondant aux données expérimentales de la littérature.