工程师在替代心脏阀门中发现较薄的组织产生问题抖动

你是在主动脉中间，身体的富含氧气的管道，回顾心脏的主泵，左心室。

心室肌肉收缩和主动脉心瓣的三个小叶爆炸，血液流量高达200厘米。这是什么？

这三个传单在流动飘动中张开，工程术语。这是一个问题。它可能导致传单撕裂，钙沉积物，疲劳失败，甚至损害流动的血液。

我们有一个目击者看起来，由于IOWA州立大学工程师和德克萨斯大学在奥斯汀的工程师开发的血液和心脏阀的流体结构相互作用的计算模型。

工程师使用他们的技术来研究从奶牛或猪的较薄和较薄的生物组织中使用的经过截管主动脉瓣更换。该方法涉及将人造阀塌陷到导管中，导管穿过动脉到主动脉根部，在那里它膨胀并固定到位。在构建替换阀时，选择薄膜可以折叠成较小导管，以便通过动脉的窄管更容易地移动。

但是，在并排模型中，比较组织厚度为100％，75％，50％和25％，您可以看到两个更薄的选项存在问题。

工程师的调查结果据报道刚刚在线发布的纸质国家科学院的诉讼程序。通讯作者是爱荷华州机械工程副教授Ming-Chen Hsu;托马斯J.R. Hughes，彼得O'Donnell Jr。德克萨斯州德克萨斯州的计算和应用数学和航空工程与工程力学教授及其奥登计算工程与科学研究所;和迈克尔S. Sacks，W.A。“Tex”声明JR.仿真工程与科学主席，生物医学工程教授和德克萨斯州心血管建模和模拟中的威尔德森中心董事。艾米莉L. Johnson，机械工程和爱荷华州风能科学，工程和政策计划的博士生，是第一作者。（请参阅其他共同作者的侧栏。）

工程师对较薄的阀组织性能的比较得到了国家健康研究院的补助金。

岁月和多年的挑战

IOWA州的HSU表示，在一直在五年内建模心脏阀门的HSU，不容易开发一个心脏瓣膜的预测计算模型。

存在恒定的收缩，压力和流量。阀门灵活。这是一个高度动态的系统，具有大量变量。

“我们真的在造型的整个生理系统，”徐说。“这就是为什么它采取了几年才能正确模拟血液流动，这可以从层流变为湍流，心阀门，这是非常薄的和非线性的，并且多体耦合，可以在数值不稳定。“

香港说，这种造型采用超级计算能力。本研究中的阀门使用德克萨斯高级计算中心的计算资源进行了模拟，每个心周期都需要大约两天的时间来运行144个加工核心。

但这是一个值得花时间和努力的问题。任何时候替代心脏瓣磨损，患者面临另一个心脏手术。工程师写道，使避免在替换阀中扑振“至关重要的质量标准”。

让我们来调查科学

HSU Credits Johnson，他的实验室中的博士生，他还在风力涡轮机造型上工作，帮助他在新方向上进一步进一步努力。

“我的背景是计算方法，”他说。“但学生也建议我们也应该在科学问题上看起来更多。我们不仅仅是开发计算工具了。”

在这种情况下，计算机模型和由此产生的视频使得科学易于看到和理解。（正如Hsu所说，“我认为视频是显示结果的最佳方式。”）

当通过泵送心脏抛出开放时，较薄的叶片在中间扣环，在血流中扑振。“这就像一个旗帜漂移，”约翰逊说。

她说工程师能够量化拍打，发现较薄的组织比较厚的组织更高达80倍“颤振能”。

由此产生的结论很清楚，因为工程师对流体结构相互作用的看法心阀门：

“考虑到与这种观察到的颤动现象相关的风险，包括血液损伤和加速传单恶化，表明将更薄，更柔性组织引入心脏系统的潜在严重影响。”

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