一种计算高效的生理全面的心脏和循环的三维零维闭环模型
摘要：计算机心脏电机力学（EM）模型被认为是定量分析临床数据和可能预测治疗反应的有效手段，为了实现这样的高级应用，必须解决方法学上的关键挑战。提高计算效率和稳健性对于促进模型个性化、在可操作的时间范围内模拟长时间观察期并涵盖治疗相关机制的生理完整性是至关重要的，以赋予模型超越简单复制观察结果的预测能力。在这里，我们介绍了一个通用的、特征完整的心脏EM建模框架，它基于一种灵活的方法来耦合一个双腔EM的三维模型与代表心房力学和闭环循环的生理完整性的0D CircAdapt模型。给出了详细的数学描述，并评估了数值方案和求解器实现的效率、稳健性和准确性。在将耦合的三维-0D模型参数化和稳定到基线条件下的极限循环后，通过模拟由用于评估收缩期和舒张期心室特性的实验协议引起的负荷条件和收缩性改变的暂态反应，展示了模型复制生理行为的能力。这种新型模型的机制完整性和计算效率使得向预测EM治疗急性结果的高级应用成为可能。
作者：Christoph M. Augustin, Matthias A. F. Gsell, Elias Karabelas, Erik Willemen, Frits W. Prinzen, Joost Lumens, Edward J. Vigmond, Gernot Plank
论文ID：2009.08802
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2021-08-20