NUMERICKÉ SIMULACE KREVNÍHO PRŮTOKU V OUŠKU LEVÉ SÍNĚ S VYUŽITÍM PACIENTSKÝCH MODELŮ

Cíl
Ouško levé síně srdeční (OLS) představuje vzhledem ke své anatomii strukturu s nižší rychlostí průtoku krve ve srovnání s ostatními částmi srdce. U pacientů s fibrilací síní může být tato struktura ohniskem vzniku trombů. Jako vhodným klíčovým faktorem pro predikci vzniku trombu se jeví změny rychlostí průtoku v OLS na základě jejich anatomických parametrů. Hlavním cílem této studie je nalezení vhodného anatomického parametru predikující zvýšené riziko vzniku trombu pomocí tvorby 3D numerických modelů levé síně (LS).
Metodika
K provedení numerických simulací průtoků bylo nejprve nutné vytvořit 3D pacientské modely OLS. K tomuto účelu bylo vybráno celkem 11 anonymizovaných pacientský‎ch CT (4 pacienti prodělali cévní mozkovou příhodu (CMP), 7 pacientů kontrola). Pro každého pacienta byla provedena segmentace LS, která byla importována do simulátoru COMSOL Multiphysics. Pro výpočet rychlosti proudění byly použity „Reynolds-Averaged Navier-Stokes“ rovnice. Časové průběhy vstupní a výstupní funkce jsou na obr. 1. Na obr. 2 je prezentován 3D model levé síně pacienta.
Výsledky
Na obr. 3 (a-c) jsou znázorněny příklady průtoků ve třech časových okamžicích včetně vrcholové fáze srdečního cyklu. Z kohorty jedenácti pacientů byly vybráni 2 pacienti s nejrozdílnějšími anatomickými parametry OLS (viz. obr. 4). U pacienta bez cévní mozkové příhody s celkovou délkou OLS 25 mm dochází k poklesu rychlosti < 1 cm/s ve vzdálenosti 16 mm od jeho ústí. U pacienta s CMP s celkovou délkou OLS 63 mm dochází k poklesu rychlosti < 1 cm/s ve vzdálenosti 16,8 mm od jeho ústí.
Závěr
V rámci této studie byly vytvořeny numerické pacientské modely levých síní. Analýza rychlostí průtoků krve v OLS ukázala exponenciální pokles rychlosti průtoku. Z výsledků se zdá, že čím větší je délka ouška, tím déle je snížená rychlost průtoku pod < 1 cm/s a tím zvýšené riziko vzniku trombu.