Validation du modèle physique - Calcul d'impédance

Pour caractériser la qualité des signaux enregistrés sur un banc d'essais in vitro, il est indispensable de réaliser une comparaison avec des données physiologiques. Les signaux in vitro présentent souvent des oscillations hautes fréquences dues à une rigidité intrinsèque au modèle mécanique. Pour éliminer de l'analyse ces perturbations et s'assurer qu'elles ne sont effectivement que des perturbations secondaires sans influence néfaste sur l'écoulement, une analyse fréquentielle des signaux enregistrés est réalisée. L'analyse permet d'obtenir, par exemple, le spectre d'impédance d'entrée de l'aorte, où le couple pression/débit mesuré à un point précis du système artériel est étudié.
L'impédance d'entrée donne une idée des propriétés dynamiques de l'arbre artériel. Ce paramètre prend en compte non seulement la relation entre la pression moyenne et le débit moyen de l'aorte (la résistance d'entrée) mais aussi les propriétés mécaniques de l'aorte, les propriétés hémodynamiques du sang et les effets de réflexion d'onde dans le système artériel. Pour déterminer l'impédance d'entrée, le caractère continu et périodique des signaux de pression et de débit aortiques permet de réaliser une décomposition en séries de Fourier du signal enregistré.

Impédance



Angle

Comparaison de l'impédance d'entrée et phase pour des signaux in vivo et ceux obtenus sur le simulateur.

Les graphiques ci-dessus représentent l'impédance d'entrée (module normalisé et la phase). Il faut remarquer la bonne coïncidence avec les études in vivo et d'autres études in vitro pour les faibles fréquences. L'aspect légèrement supérieur de nos valeurs traduit une légère raideur supplémentaire de notre simulateur, par rapport aux données de la littérature. Quoiqu'il en soit ces résultats traduisent la bonne simulation d'écoulements physiologiques.