Dissertação

{en_GB=Numerical modeling of cardiovascular physiology: study of dynamic changes during autonomic reflexes and applications to acute myocardial infarction } {} EVALUATED

{pt=A medição simultânea das curvas de pressão e volume permite extrair parâmetros importantes de avaliação da função cardíaca. O objectivo deste estudo foi desenvolver um software computacional que permitisse analisar com precisão as propriedades fisiológicas ventriculares e arteriais de coelhos, durante a resposta de reflexos cardiovasculares. Os reflexos foram evocados em quatorze coelhos anestesiados, paralisados e ventilados artificialmente. Um catéter de impedância foi introduzido para medir simultaneamente pressão e volume no ventrículo esquerdo. O software desenvolvido permitiu estimar, através do método de contração individual, a elastância no fim de sístole (Ees), elastância arterial (Ea) e o seu rácio (Ea/Ees), com o intuito de analisar o acoplamento ventriculo-arterial (V-A). A partir destes dados, estimou-se o trabalho cardíaco (SW), consumo total de energia (PVA), razão entre o trabalho cardíaco e o seu máximo teórico (Qload) e eficiência energética cardíaca (CWE). Ees, Ea, SW e PVA revelaram-se estatisticamente significativos entre medições para todos os reflexos, enquanto o rácio Ea/Ees, Qload e CWE se mantiveram no intervalo de valores ótimos. Enfarte agudo do miocárdio contribuiu para uma depressão do Ees, aumento do SW e maior consumo energético, o que resultou na deterioração do acoplamento V-A, Qload e CWE. Os reflexos em estudo revelaram um controlo equilibrado das perturbações homestáticas induzidas, através da modelação simultânea da impedância arterial, contractilidade do miocárdio e trabalho cardíaco, de tal forma que o acoplamento V-A e eficiência energética se mantiveram inalterados. Após isquémia, ativação dos reflexos traduziu-se numa optimização diferente da gestão mecânica e energética por parte do coração., en=Simultaneous pressure and volume measurements enable extraction of valuable parameters for left ventricle (LV) function assessment. The goal of this study was to develop a pressure-volume (PV) computational framework to accurately characterize single-beat LV and arterial physiologic properties in rabbits, during reflex cardiovascular responses, and how these can be compromised after the acute phase of myocardial infarction. Reflexes were evoked in fourteen anesthetized, paralyzed and artificially ventilated rabbits. An intraventricular impedance catheter was used to measure simultaneously LV pressure and volume. The developed software estimated single-beat LV end-systolic elastance (Ees), arterial elastance (Ea) and their ratio (Ea/Ees) to analyze ventriculo-arterial (V-A) coupling. From this data, LV stroke work (SW), total energy expenditure (PVA), ratio of the stroke work to its theoretical maximum (Qload) and cardiac energetic efficiency (CWE) were estimated. Ees, Ea, SW and PVA were statistically significant between measurements for all cardiovascular reflexes, while Ea/Ees ratio, Qload and CWE were maintained close to optimal values. Acute myocardial infarction contributed to a depression in Ees, augmented SW and higher PVA, which resulted in deteriotation of V-A coupling, Qload and CWE. Activation of cardiovascular reflexes in infarcted hearts revealed similar hemodynamic responses. These findings indicate autonomic reflexes revealed a balanced control of induced homeostatic perturbations by simultaneously modeling contractility, arterial tone and workload, in such a way ventriculo-arterial coupling and cardiac efficiency were unaffected. After heart ischemia, activation of autonomic reflexes revealed that cardiac efficiency and energy transmission to the arterial system were optimized differently according to each reflex. }
{pt=Reflexos cardiovasculares, Enfarte agudo do miocárdio, Método de contração individual, Acoplamento ventriculo-arterial, Eficiência cardíaca, en=Cardiovascular reflexes, Acute myocardial infarction, Single-beat method, Ventriculo-arterial coupling, Cardiac efficiency}

Dezembro 9, 2016, 10:0

Orientação

ORIENTADOR

Adélia da Costa Sequeira dos Ramos Silva

Departamento de Matemática (DM)

Professor Catedrático

ORIENTADOR

Luís Afonso Brás Simões do Rosário

Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa

Doutor