Een model voor patiëntspecifieke cardiale mechanica simulatie wordt geïntroduceerd, met daarin een 3-dimensionaal eindige elementen model van het ventriculaire deel van het hart, dat gekoppeld is aan een gereduceerd-orde 0-dimensionaal closed-loop vasculair systeem, hartklep, en atriale kamer model. De ventrikels worden gemodelleerd met een niet-lineaire orthotrope passieve materiaalwet. De elektrische activering wordt nagebootst door een voorgeschreven geparametriseerde actieve spanning die werkt langs een generieke spiervezeloriëntatie. Onze activeringsfunctie is zodanig geconstrueerd dat het begin van ventriculaire contractie en ontspanning, alsmede de actieve stress curve helling zijn geparametriseerd. De beeldvorming op basis van patiënt-specifieke ventriculaire model is voorgespannen tot een lage end-diastolische druk om rekening te houden met de afgebeelde, gespannen configuratie. Visco-elastische Robin randvoorwaarden worden toegepast op de hartbasis en het epicardium om rekening te houden met de inbedding rondom. We behandelen de 3D vaste stof-0D vloeistof interactie als een sterk gekoppeld monolithisch probleem, dat consequent gelineariseerd wordt met betrekking tot 3D vaste stof en 0D vloeistof modelvariabelen om een Newton-type oplossingsprocedure mogelijk te maken. Het resulterende gekoppelde lineaire systeem van vergelijkingen wordt iteratief opgelost in elke Newton stap met behulp van 2 × 2 fysica-gebaseerde blok preconditionering. Verder presenteren we nieuwe efficiënte strategieën voor het kalibreren van actieve contractiele en vasculaire weerstandsparameters aan de hand van experimentele linker ventrikel druk en slagvolume gegevens verkregen in varkensexperimenten. Twee voorbeeldtoestanden van cardiovasculaire conditie worden beschouwd, namelijk na toepassing van vaatverwijdende bètablokkers (BETA) en na injectie van vaatvernauwende fenylefrine (PHEN). De parameterkalibratie voor het specifieke individu en de specifieke cardiovasculaire toestand wordt uitgevoerd met behulp van een niet-lineaire multilevelmethode in 2 fasen, waarbij een laag getrouw hartmodel wordt gebruikt om een parametercorrectie te berekenen voor het optimalisatieprobleem van het hoge getrouwheidsmodel. Wij bespreken 2 verschillende laag-fidelity modelkeuzes met betrekking tot hun vermogen om de parameteroptimalisatie te vergroten. Omdat de periodieke toestandsvoorwaarden van het model (actieve stress, vasculaire druk en fluxen) a priori onbekend zijn en ook afhankelijk van de te kalibreren parameters (en vice versa), voeren we de parameterkalibratie en de schatting van de periodieke toestandsvoorwaarden gelijktijdig uit. Na een aantal hartslagen convergeert het kalibratiealgoritme naar een vaste, periodieke toestand vanwege het behoud van bloedvolume binnen het gesloten bloedvatenstelsel. Het voorgestelde model en de multilevel kalibratiemethode zijn kostenefficiënt en maken een efficiënte bepaling mogelijk van een patiëntspecifiek in silico hartmodel dat de fysiologische waarnemingen zeer goed reproduceert. Een dergelijk individueel en toestandsnauwkeurig model is een belangrijk voorspellend hulpmiddel bij interventieplanning, assist device engineering en andere medische toepassingen.