Hoppa till innehåll
Meny
CDhistory
CDhistory

En monolitisk 3D-0D-kopplad sluten modell av hjärtat och kärlsystemet: PubMed

Publicerat den augusti 12, 2021 av admin

En modell för patientspecifik simulering av hjärtmekanik introduceras, med en tredimensionell finita elementmodell av hjärtats ventrikeldel, som är kopplad till en reducerad 0-dimensionell modell av kärlsystemet, hjärtklaffen och förmakskammaren i ett slutet kretslopp av reducerad ordning. Ventriklarna modelleras med hjälp av en icke-linjär ortotropisk passiv materiallag. Den elektriska aktiveringen efterliknas av en föreskriven parametrerad aktiv spänning som verkar längs en generisk muskelfiberorientering. Vår aktiveringsfunktion är konstruerad så att starten av ventrikulär kontraktion och relaxation samt den aktiva stresskurvans lutning är parametriserade. Den avbildningsbaserade patientspecifika ventrikelmodellen är förspänd till ett lågt enddiastoliskt tryck för att ta hänsyn till den avbildade, stressade konfigurationen. Viskoelastiska Robin-gränsvillkor tillämpas på hjärtbasen och epikardiet för att ta hänsyn till den omgivande inbäddningen. Vi behandlar interaktionen mellan 3D-fast och 0D-vätska som ett starkt kopplat monolitiskt problem, som är konsekvent linjäriserat med avseende på 3D-fast- och 0D-vätskemodellens variabler för att möjliggöra ett lösningsförfarande av Newton-typ. Det resulterande kopplade linjära ekvationssystemet löses iterativt i varje Newton-steg med hjälp av 2 × 2 fysikbaserade blockförutsättningar. Dessutom presenterar vi nya effektiva strategier för att kalibrera aktiva kontraktila och vaskulära motståndsparametrar till experimentella data om tryck och slagvolym i vänster kammare som erhållits i grisförsök. Två exemplariska tillstånd av kardiovaskulärt tillstånd beaktas, nämligen efter applicering av vasodilaterande betablockerare (BETA) och efter injektion av vasokonstriktivt fenylefrin (PHEN). Parameterkalibreringen för den specifika individen och det aktuella kardiovaskulära tillståndet utförs med hjälp av en icke-linjär flerstegsmetod i två steg som använder en låg-fidelitetshjärtmodell för att beräkna en parameterkorrigering för optimeringsproblemet med hög-fidelitetsmodellen. Vi diskuterar 2 olika val av låg-fidelitetsmodeller med avseende på deras förmåga att öka parameteroptimeringen. Eftersom de periodiska tillståndsvillkoren för modellen (aktiv stress, kärltryck och flöden) på förhand är okända och även beroende av de parametrar som ska kalibreras (och vice versa), utför vi parameterkalibrering och uppskattning av de periodiska tillståndsvillkoren samtidigt. Efter ett par hjärtslag konvergerar kalibreringsalgoritmen till ett stabilt, periodiskt tillstånd på grund av bevarandet av blodvolymen i det slutna cirkulationssystemet. Den föreslagna modellen och kalibreringsmetoden med flera nivåer är kostnadseffektiva och möjliggör en effektiv bestämning av en patientspecifik in silico-hjärtmodell som reproducerar fysiologiska observationer mycket väl. En sådan individ- och tillståndsnoggrann modell är ett viktigt prediktivt verktyg vid planering av ingrepp, konstruktion av hjälpmedel och andra medicinska tillämpningar.

Lämna ett svar Avbryt svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *

Senaste inläggen

  • Acela är tillbaka:
  • OMIM Entry – # 608363 – KROMOSOM 22q11.2 DUPLIKATIONSSYNDROM
  • Kate Albrechts föräldrar – Lär dig mer om hennes far Chris Albrecht och hennes mor Annie Albrecht
  • Temple Fork Outfitters
  • Burr (roman)

Arkiv

  • februari 2022
  • januari 2022
  • december 2021
  • november 2021
  • oktober 2021
  • september 2021
  • augusti 2021
  • juli 2021
  • juni 2021
  • maj 2021
  • april 2021
  • DeutschDeutsch
  • NederlandsNederlands
  • SvenskaSvenska
  • DanskDansk
  • EspañolEspañol
  • FrançaisFrançais
  • PortuguêsPortuguês
  • ItalianoItaliano
  • RomânăRomână
  • PolskiPolski
  • ČeštinaČeština
  • MagyarMagyar
  • SuomiSuomi
  • 日本語日本語
©2022 CDhistory | Drivs med WordPress och Superb Themes