心血管系に対する大動脈内ポンプのサポートモードの血行動態効果

Atra-Aortaポンプは、新しい回転室室アシストデバイスです。ネイティブ心臓との特別な構造とつながりのため、心血管系に対するこのポンプのサポートモードの血行動態効果は明ら​​かではありません。この作業では、「一定の速度」モード、「コパルス」モード、「カウンターパルス」モードを含む3つのサポートモードが、心血管系に対する異なるサポートモードの血行動態効果を評価するために、A-AORTAポンプ向けに設計されています。シミュレーション結果は、「コパルス」モードと「カウンターパルス」モードの両方が、「一定速度」モードよりも優れたアンロードパフォーマンスを達成できることを示しています。「コパルス」モードによって制御されるAORTA内ポンプは、冠動脈の流れを改善するのに有益です。さらに、「コパルス」モードの下での左心室圧と心臓出力の積として定義される外部作業は、3つのサポートモード（0.783 W対0.615 W対0.702 W）の最小です。「コパルス」モードの下での動脈圧（AP）と平均動脈圧値とのピーク間値（AP）の比率として定義される拍動性比は、3つのモードの最大値です（24％対32.8％対23.7％）。ポンプ流入と拍動性ポンプの流れでの拍動圧の比である同等のアフターロード値は、他のサポートモード（0.596 mm Hg.s/ml対0.9704 mm Hg.s/ml対0.55 mm Hg.s/ml）よりも大きい。簡単に言えば、「コパルス」モードサポートの下でのAORTA内ポンプは、心筋の灌流を改善し、APの拍動性を回復するのに有益ですが、「カウンターパルス」モードは重要な臓器の灌流に有益です。

Intra-aorta pump is a novel rotary ventricular assist device. Because of the special structure and connection with the native heart, the hemodynamic effect of support mode of this pump on the cardiovascular system is not clear. In this work, three support modes, including "constant speed" mode, "co-pulse" mode, and "counter-pulse" mode, have been designed for the intra-aorta pump to evaluate the hemodynamic effect of different support modes on the cardiovascular system. Simulation results demonstrate that that both "co-pulse" mode and "counter-pulse" mode can achieve better unloading performance than "constant speed" mode. The intra-aorta pump controlled by "co-pulse" mode is beneficial for improving coronary flow. Moreover, the external work, which is defined as the product of left ventricular pressure and cardiac output, under "co-pulse" mode is the minimum of the three support modes (0.783 w vs. 0.615 w vs. 0.702 w). The pulsatility ratio, defined as the ratio of the peak-to-peak value of arterial pressure (AP) to the mean arterial pressure value, under "co-pulse" mode is the maximum of the three modes (24% vs. 32.8% vs. 23.7%). The equivalent afterload value, which is the ratio of pulsatile pressure at the pump inflow and pulsatile pump flow, is larger than other support modes (0.596 mm Hg.s/mL vs. 0.9704 mm Hg.s/mL vs. 0.55 mm Hg.s/mL). In brief, the intra-aorta pump under "co-pulse" mode support is beneficial for improving myocardial perfusion and restoring pulsatility of AP, while "counter-pulse" mode is beneficial to the perfusion of vital organs.