A mixed-dimensional multi-physics model of a novel cardiac assist device coupled to patient-specific cardiovascular systems
Translated title:
Ein gemischt-dimensionales multiphysikalisches Modell eines neuartigen Herzunterstützungssystems gekoppelt an patientenspezifische Herzkreislaufmodelle
Author:
Wohlfarth, Robert
Year:
2021
Document type:
Dissertation
Faculty/School:
TUM School of Engineering and Design
Advisor:
Gee, Michael W. (Prof. Dr.)
Referee:
Gee, Michael W. (Prof. Dr.); Stock, Ulrich (Prof. Dr.)
Language:
en
Subject group:
MAS Maschinenbau; MTA Technische Mechanik, Technische Thermodynamik, Technische Akustik
Keywords:
biventricular cardiac assist device, heart failure, mixed-dimensional, pneumatic, lumped-parameter model
This work presents a computational model of a novel pneumatic biventricular assist device for heart failure treatment. To this end, a 0-dimensional lumped-parameter drive unit model and a 3-dimensional implant model are coupled, in which fluid and structural mechanics as well as thermal and electrical processes are considered. The model is validated against experimental data and analyzed in-silico. Furthermore, it is coupled to mixed-dimensional, patient-specific cardiovascular models and subsequently applied to clinically relevant cases.
«
This work presents a computational model of a novel pneumatic biventricular assist device for heart failure treatment. To this end, a 0-dimensional lumped-parameter drive unit model and a 3-dimensional implant model are coupled, in which fluid and structural mechanics as well as thermal and electrical processes are considered. The model is validated against experimental data and analyzed in-silico. Furthermore, it is coupled to mixed-dimensional, patient-specific cardiovascular models and subseq...
»
Translated abstract:
Diese Arbeit stellt das Simulationsmodell eines neuartigen pneumatischen biventrikulären Herzunterstützungssystems zur Behandlung der Herzinsuffizienz vor. Dazu werden ein 0-dimensionales Netzwerkmodell der Antriebseinheit und ein 3-dimensionales Implantatmodell gekoppelt, wobei fluid- und strukturmechanische sowie thermische und elektrische Prozesse berücksichtigt werden. Das Modell wird experimentell validiert und in-silico analysiert. Weiterhin wird es an gemischt-dimensionale sowie patientenspezifische Herzkreislaufmodelle gekoppelt und auf klinisch relevante Fälle angewandt.
«
Diese Arbeit stellt das Simulationsmodell eines neuartigen pneumatischen biventrikulären Herzunterstützungssystems zur Behandlung der Herzinsuffizienz vor. Dazu werden ein 0-dimensionales Netzwerkmodell der Antriebseinheit und ein 3-dimensionales Implantatmodell gekoppelt, wobei fluid- und strukturmechanische sowie thermische und elektrische Prozesse berücksichtigt werden. Das Modell wird experimentell validiert und in-silico analysiert. Weiterhin wird es an gemischt-dimensionale sowie patienten...
»