Two crucial factors for accurate numerical simulations of cardiac electromechanics, which are also essential to reproduce the synchronous activity of the heart, are: i) accounting for the interaction between the heart and the circulatory system that determines pressures and volumes loads in the heart chambers; ii) reconstructing the muscular fiber architecture that drives the electrophysiology signal and the myocardium contraction. In this work, we present a 3D biventricular electromechanical model coupled with a 0D closed-loop model of the whole cardiovascular system that addresses the two former crucial factors. With this aim, we introduce a boundary condition for the mechanical problem that accounts for the neglected part of the domain located on top of the biventricular basal plane and that is consistent with the principles of momentum and energy conservation. We also discuss in detail the coupling conditions that stand behind the 3D and the 0D models. We perform electromechanical simulations in physiological conditions using the 3D-0D model and we show that our results match the experimental data of relevant mechanical biomarkers available in literature. Furthermore, we investigate different arrangements in cross-fibers active contraction. We prove that an active tension along the sheet direction counteracts the myofiber contraction, while the one along the sheet-normal direction enhances the cardiac work. Finally, several myofiber architectures are analysed. We show that a different fiber field in the septal area and in the transmural wall effect the pumping functionality of the left ventricle.


翻译:准确模拟心脏电动机能的数学模拟,对于复制心脏同步活动至关重要,其精确数字模拟的两个关键因素是:(一) 计算心脏和循环系统之间的相互作用,以决定心室内压力和体积负荷;二) 重建驱动电生理信号和心肌收缩的肌肉纤维结构。在这项工作中,我们展示了3D双视电动机械模型,以及整个心血管系统的0D闭路模型,处理两个前关键因素。为此,我们为机械功能引入了一种边界条件,以说明位于心室内压力和体积负荷的心脏与循环系统之间的相互作用;二) 重建了驱动电生理生理细胞信号和心肌收缩的肌肉纤维纤维结构结构。我们用3D-0D模型在生理条件中进行电动机械模拟,我们展示了我们与文献中相关机械生物标记的实验数据相匹配的结果。此外,我们还调查了位于双心心心心室平面平板结构中被忽略的部分,我们沿平心平心平板结构显示了一种积极方向。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
【快讯】CVPR2020结果出炉,1470篇上榜, 你的paper中了吗?
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | ICAPS 2019等国际会议信息3条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年9月28日
已删除
将门创投
12+阅读 · 2018年6月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
8+阅读 · 2017年11月25日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年10月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月2日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
【快讯】CVPR2020结果出炉,1470篇上榜, 你的paper中了吗?
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | ICAPS 2019等国际会议信息3条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年9月28日
已删除
将门创投
12+阅读 · 2018年6月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
8+阅读 · 2017年11月25日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年10月13日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员