La conoscenza delle proprietà meccaniche cardiache è di estrema importanza per la loro relazione con le malattie cardiovascolari. Frequentemente, però, la pratica per la valutazione cardiaca si basa su tecniche di misurazione costose, invasive e dipendenti dall'operatore. Attualmente, l'analisi delle forme d'onda arteriose è usualmente impiegata per ottenere informazioni sulle proprietà fisiche vascolari, come la rigidezza delle arterie, ma è opinione degli autori che essa abbia il potenziale per essere usata anche per investigare la funzione cardiaca. Sfruttando misurazioni in siti vascolari periferici, una metodologia basata su questa analisi fornirebbe una tecnica minimamente invasiva per valutare le proprietà cardiache più importanti. Tra le misure non invasive a cui può essere applicata l'analisi delle onde, si possono includere quelle in siti periferici, e.g. arteria brachiale, e i segnali foto-pletismografici (PPG), facilmente acquisibili tramite pulsossimetri e dispositivi digitali di uso comune (Wang et al., 2021). In questo lavoro, nel contesto dello sviluppo di una metodologia per valutare le proprietà cardiache da misure non invasive, viene eseguita un analisi in silico della relazione tra i parametri cardiaci e le forme d'onda nel sistema arterioso. Si utilizza un modello numerico cardiovascolare composto da un modello emodinamico 1D (Piccioli et al., 2022) della vascolarizzazione arteriosa, che tiene conto del comportamento viscoelastico dei vasi sanguigni (Bertaglia et al., 2020a,b), e un modello a parametri concentrati della parte sinistra del cuore (Mynard & Smolich, 2015). Cuore e rete arteriosa interagiscono strettamente, quindi particolare attenzione è posta all'accoppiamento tra i due modelli. Un analisi di sensitività viene eseguita variando i parametri del modello cardiaco. Sono studiate le variazioni nelle forme d'onda centrali e periferiche e nei segnali PPG nell' arteria digitale. Sono inoltre valutati gli indici emodinamici più rilevanti sia nei siti centrali che periferici.
Valutazione delle proprietà cardiache tramite l’analisi delle forme d’onda nel sistema cardiovascolare.
Francesco PiccioliPrimo
;Alessandro ValianiSecondo
;Valerio Caleffi
Ultimo
2022
Abstract
La conoscenza delle proprietà meccaniche cardiache è di estrema importanza per la loro relazione con le malattie cardiovascolari. Frequentemente, però, la pratica per la valutazione cardiaca si basa su tecniche di misurazione costose, invasive e dipendenti dall'operatore. Attualmente, l'analisi delle forme d'onda arteriose è usualmente impiegata per ottenere informazioni sulle proprietà fisiche vascolari, come la rigidezza delle arterie, ma è opinione degli autori che essa abbia il potenziale per essere usata anche per investigare la funzione cardiaca. Sfruttando misurazioni in siti vascolari periferici, una metodologia basata su questa analisi fornirebbe una tecnica minimamente invasiva per valutare le proprietà cardiache più importanti. Tra le misure non invasive a cui può essere applicata l'analisi delle onde, si possono includere quelle in siti periferici, e.g. arteria brachiale, e i segnali foto-pletismografici (PPG), facilmente acquisibili tramite pulsossimetri e dispositivi digitali di uso comune (Wang et al., 2021). In questo lavoro, nel contesto dello sviluppo di una metodologia per valutare le proprietà cardiache da misure non invasive, viene eseguita un analisi in silico della relazione tra i parametri cardiaci e le forme d'onda nel sistema arterioso. Si utilizza un modello numerico cardiovascolare composto da un modello emodinamico 1D (Piccioli et al., 2022) della vascolarizzazione arteriosa, che tiene conto del comportamento viscoelastico dei vasi sanguigni (Bertaglia et al., 2020a,b), e un modello a parametri concentrati della parte sinistra del cuore (Mynard & Smolich, 2015). Cuore e rete arteriosa interagiscono strettamente, quindi particolare attenzione è posta all'accoppiamento tra i due modelli. Un analisi di sensitività viene eseguita variando i parametri del modello cardiaco. Sono studiate le variazioni nelle forme d'onda centrali e periferiche e nei segnali PPG nell' arteria digitale. Sono inoltre valutati gli indici emodinamici più rilevanti sia nei siti centrali che periferici.I documenti in SFERA sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
