Simulación del corazón izquierdo para aplicaciones en docencia e investigación

Abstract

Un modelo es una descripción lógica de cómo un sistema funciona o cómo se comportan sus componentes. Las herramientas de la modelización dinámica facilitan mucho la construcción de los modelos. El objetivo de este artículo es mostrar el desarrollo y los resultados del funcionamiento de un modelo interactivo de la fisiología del sistema cardiocirculatorio para el uso de estudiantes y otros interesados en la fisiología cardiovascular. El sistema de simulación está compuesto por un modelo simple de cuatro componentes, y simula las siguientes variables y parámetros: a) variaciones del volumen aurícula izquierda (AI) y ventrículo izquierdo (VI); b) variaciones presión en AI, VI y aorta (Ao); c) flujo a través de válvula mitral (VM) y válvula aórtica (VAo), y d) reproduce el “efecto Windkessel” en Ao. Se utilizó el entorno de modelización Extend el cual provee una estructura integrada para la construcción de modelos de simulación y el desarrollo de nuevas herramientas de simulación. El corazón derecho y la circulación pulmonar no son considerados. Los resultados de este modelo simulan las características generales del corazón izquierdo y de la circulación arterial, considerando distintas situaciones fisiológicas y patológicas.

Left heart simulation for applications in teaching and scientific research. A model is a logical description of how a system works or how their components behave. The tools of the dynamic modeling facilitate the construction of the models. The aim of this article is to show the development and results of the operation of an interactive model of the cardiocirculatory system physiology for the use of students and others interested in cardiovascular physiology. The model used is a simple model of four components, and simulates the following variables and parameters: a) volume variations of left atrial (LA) and left ventricle (LV); b) pressure variations in LA, LV and aorta (Ao); c) the flow across mitral (MV) and aortic valve (AoV), and d) imitates the "Windkessel effect" in Ao. The modeling environment "Extend" was used, which provides an integrated structure for the simulation models construction and the development of new simulations tools. The right heart and the pulmonary circulation are not considered. The model's results simulate the general characteristics of the left heart and of the arterial circulation, considering different physiological and pathological situations.