冠動脈に対するBJUT-II VADのさまざまな支持モデルの血行動態効果に関する研究：一次CFD研究

BJUT-II VAD（北京技術大学心室補助装置II）は、新しい左心室アシストデバイスです。ポンプとネイティブの心臓の間の特別なつながりのため、冠動脈に対するBJUT-II VADの血行動態効果はまだ不明です。したがって、さまざまなサポートモードの血行動態効果の変化を明確にするために、数値シミュレーションが実施されています。患者固有の左冠動脈幾何学モデルは、コンピューター断層撮影（CT）データに基づいて再構築されます。この研究では、「定速モード」、「コンスタイズモード」、「コパルスモード」、「カウンターパルスモード」の3つのサポートモードが使用されています。壁せん断応力（WSS）、壁せん断応力勾配（WSSG）、サイクル平均壁せん断応力（AVWSS）、振動せん断指数（OSI）、および流れパターンは、冠動脈の血行動態状態を評価するために計算されます。計算結果は、冠動脈の血行動態状態が支持モードによって直接影響を受けることを示しています。コパルスモードは、最高の血液灌流（一定速度：153 mL/min対co-puls：775 ml/min対カウンターパルス：140 ml/min）および最高のAVWSS（一定速度：18.1 PA対コパルス：42.6 PA対カウンターパルス：22.6 PA）を達成できます。さらに、一定速度モードの下でのピーク血速度の時点でのWSSとWSSGの両方は、他の2つのサポートモードの下では低いです。対照的に、カウンターパルスモードは、最高のOSI値を生成します（一定速度：0.365対コパルス：0.379対カウンターパルス：0.426）。co-pulseモードでのBjut-II VADは、冠動脈灌流を改善し、アテローム性動脈硬化症の発症を防ぐための利点がある場合があります。ただし、一定の速度モードは、プラークの脆弱性の開発を防ぐための利点がある場合があります。

BJUT-II VAD (Beijing University of Technology ventricular assist device II) is a novel left ventricular assist device. Because of the special connection between the pump and native heart, the hemodynamic effects of BJUT-II VAD on coronary artery are still unclear. Hence, numerical simulations have been conducted to clarify changes in hemodynamic effects of different support modes. A patient-specific left coronary arterial geometric model is reconstructed based on the computed tomography (CT) data. Three support modes, "constant speed mode," "co-pulse mode," and "counter pulse mode," are used in this study. The wall shear stress (WSS), wall shear stress gradient (WSSG), cycle-averaged wall shear stress (avWSS), oscillatory shear index (OSI), and the flow pattern are calculated to evaluate the hemodynamic states of coronary artery. The computational results demonstrate that the hemodynamic states of coronary artery are directly affected by the support modes. The co-pulse modes could achieve the highest blood perfusion (constant speed: 153 ml/min vs. co-pulse: 775 ml/min vs. counter pulse: 140 ml/min) and the highest avWSS (constant speed: 18.1 Pa vs. co-pulse: 42.6 Pa vs. counter pulse: 22.6 Pa). In addition, both the WSS and WSSG at the time of peak blood velocity under the constant speed mode are lower than those under other two support modes. In contrast, the counter pulse mode generates the highest OSI value (constant speed: 0.365 vs. co-pulse: 0.379 vs. counter pulse: 0.426). BJUT-II VAD under co-pulse mode may have benefits for improving coronary perfusion and preventing the development of atherosclerosis; however, the constant speed mode may have benefit for preventing the development of plaque vulnerability.