3D-модель теплового обміну в міокарді та коронарних судинах серця

Abstract

Запропоновано математичну 3D-модель теплового обміну в міокарді та коронарних судинах серця, що враховує теплопровідність і вільну конвекцію тепла в шарі міокарда для двох біофізичних станів тканин шлуночків серця – з нормальною щільністю розподілу коронарних судин у міокарді, а також за наявності зон ішемії у міокарді, які збіднені коронарними судинами. Таким чином, модулювання теплових процесів у міокарді підтверджує клінічні прояви хвороби серця, які вказують на невідповідність коронарного кровотоку метаболічним потребам серцевого м'яза. Отримані для теплової моделі температурні залежності дозволяю оцінити ступінь коронарної обструкції й ступінь звуження коронарних артерій у шлуночках серця, що є величиною пропорційною до змін температури.

A mathematical 3D model of heat exchange in the myocardium and coronary vessels of the heart is proposed, which takes into account the thermal conductivity and free convection of heat in the myocardium layer for two biophysical states of the ventricular tissues of the heart – with a normal density of coronary artery distribution in the myocardium, and also in the presence of ischemic zones in the myocardium impoverished coronary vessels. Thus, modeling of thermal processes in the myocardium confirms clinical manifestations of heart disease, which indicate a discrepancy between coronary blood flow and metabolic needs of the heart muscle. The temperature dependences obtained for the thermal model make it possible to assess the degree of coronary obstruction and the degree of narrowing of the coronary arteries in the ventricles of the heart, being proportional to changes in temperature.