Introduction

Left ventricular (LV) end-systolic elastance (Ees) can be estimated using single-beat (Ees(sb)) Chen method, employing systolic and diastolic arm-cuff pressures, stroke volume (SV), ejection fraction and estimated normalized ventricular elastance at arterial end-diastole. This work aims to conduct a sensitivity analysis of Chen formula to verify its reliability and applicability in clinical scenario.

Methods

Starting from a baseline condition, we evaluated the sensitivity of Ees(sb) to the parameters contained in the formula. Moreover, a mathematical model of the cardiovascular system was used to evaluate the sensitivity of Ees(sb) to end-diastolic LV elastance (Eed), Ees, arterial systemic resistance (Ras) and heart rate (HR).

Results

In accordance with Ees definition, Ees(sb) increases by increasing aortic pressure and pre-ejection time, reaching the highest value for a pre-ejection time = 40 ms, and then decreases. In contrast with Ees definition, Ees(sb) increases (from 3.21 mmHg/mL to 12.15 mmHg/mL) by increasing the LV end-systolic volume and decreases by increasing the SV. In the majority of the analysis with the mathematical model, Ees was underestimated using the Chen method: by increasing Ees (from 0.5 to 2.5 mmHg/mL), Ees(sb) passes only from 0.56 to 1.54 mmHg/mL. Ees(sb) increases for higher Eed (from 1.03 to 2.33 mmHg/mL). Finally, Ees(sb) decreases (increases) for HR < 50 bpm (< 50 bpm), and for Ras < 1100 mmHg/gcm⁴ (> 1100 mmHg/gcm⁴).

Conclusion

Unexpectedly Ees(sb) increases for higher LV end-systolic volume and decreases for higher SV. These results contrast with Ees definition, which is the ratio between the LV end-systolic pressure and the LV end-systolic volume. Moreover, Ees(sb) is influenced by cardiocirculatory parameters such as LV Eed, HR, Ras, ejection time, and pre-ejection time. Finally, Ees(sb) computed with the model output often underestimates model Ees.

中文翻译：

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Chen法单次搏动左心室弹性估计的敏感性分析

介绍

左心室 (LV) 收缩末期弹性 (Ees) 可以使用单次搏动 (Ees(sb)) Chen 方法估计，采用收缩和舒张臂袖带压力、每搏输出量 (SV)、射血分数和估计的标准化心室弹性在动脉舒张末期。本工作旨在对陈方进行敏感性分析，以验证其在临床场景中的可靠性和适用性。

方法

从基线条件开始，我们评估了 Ees(sb) 对公式中包含的参数的敏感性。此外，心血管系统的数学模型用于评估 Ees(sb) 对舒张末期 LV 弹性 (Eed)、Ees、动脉系统阻力 (Ras) 和心率 (HR) 的敏感性。

结果

根据 Ees 定义，Ees(sb) 随着主动脉压力和射血前时间的增加而增加，在射血前时间 = 40 ms 时达到最大值，然后下降。与 Ees 定义相反，Ees(sb) 通过增加 LV 收缩末期容积而增加（从 3.21 mmHg/mL 到 12.15 mmHg/mL），并通过增加 SV 减少。在使用数学模型进行的大部分分析中，使用 Chen 方法低估了 Ees：通过增加 Ees（从 0.5 到 2.5 mmHg/mL），Ees(sb) 仅从 0.56 到 1.54 mmHg/mL。Ees(sb) 随 Eed 增加而增加（从 1.03 到 2.33 mmHg/mL）。最后，对于 HR < 50 bpm (< 50 bpm) 和 Ras < 1100 mmHg/gcm ⁴ (> 1100 mmHg/gcm ⁴ )，Ees(sb) 降低（增加）。

结论

出乎意料的是，Ees(sb) 会随着 LV 收缩末期容积的增加而增加，而随着 SV 的增加而降低。这些结果与 Ees 定义形成对比，Ees 定义是 LV 收缩末期压力与 LV 收缩末期容积之间的比率。此外，Ees(sb) 受心脏循环参数的影响，例如 LV Eed、HR、Ras、射血时间和射血前时间。最后，使用模型输出计算的 Ees(sb) 通常会低估模型 Ees。