乔纳森·弗里奇;托拜厄斯·杰拉赫;乔纳森·克劳;艾克塞尔·洛伊;劳拉·斯坦格尔;克里斯蒂安·维尼尔斯 人体心脏的弹性力学和粘弹性机电模型的数值评估。 （英语） Zbl 07837355号 GAMM-Mitt公司。 46，编号3-4，文章ID e202370010，15 p.（2023）. 总结：我们研究了人体心脏变形的静态力学和动态机电模型的特性。数值上，这是通过耦合偏/常微分方程（PDE-ODE）系统的交错格式实现的。首先，我们考虑一个静态的纯机械基准配置，该配置基于真实的人类心室几何结构。使用准不可压缩性的罚项，我们测试了不同的参数和网格尺寸，发现这种方法不足以用于最低阶协调有限元。然后，我们比较了主动应激和主动应变的心肌收缩方法。最后，我们在一个解剖真实的机电耦合模型中比较了数值Newmark阻尼和使用Rayleigh阻尼的粘弹性模型。使用粘度可以更好地缓解非生理性振荡。©2024 Wiley-VCH股份有限公司 理学硕士： 92立方厘米 生物力学 74B99型 弹性材料 第74页第15页 生物力学固体力学 92年第35季度 与生物、化学和其他自然科学相关的PDE 关键词：收敛性分析;心脏机电模型;纽马克阻尼;准不可压缩力学模型;粘弹性 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Fröhlich}等人，GAMM-Mitt。46，No.3--4，文章ID e202370010，15 p.（2023；Zbl 07837355） 全文： 内政部 参考文献： [1] D.Ambrosi和S.Pezzuto，机械生物学中的主动应力与主动应变：本构问题，J.Elast.107（2012），199-212·Zbl 1312.74015号 [2] D.Ambrosi、G.Arioli、F.Nobile和A.Quarteroni，《心脏动力学中的机电耦合：主动应变方法》，SIAM J.Appl。数学71（2011），编号2605-621·Zbl 1419.74174号 [3] R.Andlauer、G.Seemann、L.Baron、O.Dössel、P.Kohl、P.Platonov和A.Loewe，左心房大小对P波形态的影响：扩张和肥大的差异效应，《欧洲》20（2018），第S3、ii36-iii44。https://doi.org/10.1093/eurospace/euy231 ·doi:10.1093/europace/euy231 [4] H.J.Arevalo、F.Vadakkumpadan、E.Guallar、A.Jebb、P.Malamas、K.C.Wu和N.A.Trayanova，《使用个性化心脏模型对心肌梗死后患者进行心律失常风险分层》，《国家通讯》第7期（2016年），第11437页。 [5] N.Baumgarten和C.Wieners，集成多级预处理和多级蒙特卡罗方法的并行有限元系统m++，计算。数学。申请81（2021），391-406。数值偏微分方程问题开源软件的开发与应用·Zbl 1524.65513号 [6] T.Belytschko、W.K.Liu和B.Moran，《连续统和结构的非线性有限元》，Wiley，Chichester，2000年·Zbl 0959.74001号 [7] J.Bonet、A.J.Gil和R.Ortigosa，多凸大应变弹性计算框架，计算。方法应用。机械。工程283（2015），1061-1094·Zbl 1423.74122号 [8] E.Braunwald、E.C.Brockenbrough、C.J.Frahm和J.RossJr。，无心血管疾病受试者的左心房和左心室压力：对18名经间隔左心导管插入术研究患者的观察，《循环》24（1961），第2期，267-269。 [9] M.Fedele、R.Piersanti、F.Regazzoni、M.Salvador、P.C.Africa、M.Bucelli、A.Zingaro、L.Dede'和A.Quarteroni，《全人类心脏电力学的综合和生物物理详细计算模型》，计算机。方法应用。机械。工程410（2023），115983·Zbl 07737566号 [10] N.O.Fowler、R.N.Westcott和R.C.Scott，《右心和肺动脉的正常压力》，《美国心脏杂志》第46卷（1953年），第2期，第264-267页。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0002870353902051。 [11] T.Fritz、C.Wieners、G.Seemann、H.Steen和O.Dössel，《包括心房和心包在内的人类心脏模型中心室收缩的模拟》，生物医学。模型。Mechanobiol.13（2013），627-641。 [12] J.S.Fröhlich博士。全耦合人体心脏模型中心脏弹性动力学的分离有限元方法，卡尔斯鲁厄技术研究所（KIT）博士论文。2022https://doi.org/10.5445/IR/10010230。 ·doi:10.5445/IR/1000150230 [13] T.杰拉赫。个性化的人体心脏机电建模。病理生理场景模拟的挑战和机遇，博士论文，卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）。2022https://doi.org/10.5445/IR/100147806。 ·doi:10.5445/IR/1000147806 [14] T.Gerach、S.Schuler、J.Fröhlich、L.Lindner、E.Kovacheva、R.Moss、E.M.Wülfers、G.Seemann、C.Wieners和A.Loewe，《机电式全心数字双胞胎：完全耦合的多物理方法》，《数学》9（2021），11。https://doi.org/10.3390/math9111247。 ·doi:10.3390/路径9111247 [15] G.Giantesio、A.Musesti和D.Riccobelli，《横向各向同性超弹性材料中主动应变和主动应力的比较》，J.Elast.137（2019），第1期，第63-82页·Zbl 1425.74077号 [16] J.M.Guccione、K.D.Costa和A.D.McCulloch，《跳动的狗心脏中左心室力学的有限元应力分析》，J.Biomech.28（1995），第10期，1167-1177。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0021929094001743。 [17] T.J.Hughes、K.S.Pister和R.L.Taylor，非线性瞬态分析中的隐式显式有限元，计算。方法应用。机械。工程17‐18（1979），159-182。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0045782579900860。 ·Zbl 0413.73074号 [18] 科瓦切娃。基于模型的人体心脏弹性力学特性评估，卡尔斯鲁厄技术研究所（KIT）博士论文。2021https://doi.org/10.5445/IR/1000135416。 ·doi:10.5445/IR/1000135416 [19] E.Kovacheva、L.Baron、S.Schuler、T.Gerach、O.Dössel和A.Loewe，识别人体心脏本构关系参数的优化框架，Curr。直接。生物识别。Eng.6（2020），第3期，95-98。https://doi.org/10.1515/cdbme‐2020‐3025. ·doi:10.1515/cdbme‐2020‐3025 [20] P.Lafortune、R.Arís、M.Vázquez和G.Houzeaux，心脏的耦合机电模型：并行有限元公式，国际期刊Numer。方法生物识别。Eng.28（2012），第1期，72-86·Zbl 1242.92015年 [21] S.Land、V.Gurev、S.Arens、C.M.Augustin、L.Baron、R.Blake、C.Bradley、S.Castro、A.Crozier、M.Favino、T.E.Fastl、T.Fritz、H.Gao、A.Gizzi、B.E.Griffith、D.E.Hurtado、R.Krause、X.Luo、M.P.Nash、S.Pezzuto、G.Plank、S.Rossi、D.Ruprecht、G.Seemann、N.P.Smith、J.Sundnes、J.Rice、N.Trayanova、D.Wang、Z.J.Wang和S.A.Nieder，心脏力学软件的验证：测试主动和被动材料行为的基准问题和解决方案，Proc。R.Soc.伦敦。A471（2015），第2184号，2015.0641。 [22] H.Lehrmann、A.S.Jadidi、J.Minners、J.Chen、B.Müller‐Edenborn、R.Weber、O.Dössel、T.Arentz和A.Loewe，实时评估前二尖瓣线传导阻滞的新型心电图标准，JACC Clin。《电生理》4（2018），第7期，920-932。https://doi.org/10.1016/j.jacep.2018.03.07 ·doi:10.1016/j.jacep.2018.03.007 [23] L.P.Lindner、T.Gerach、T.Jahnke、A.Loewe、D.Weiss和C.Wieners，《心脏电生理学中单域方程的有效时间分裂方案》，国际期刊Numer。方法。生物识别。工程39（2022），e3666。https://doi.org/10.1002/cnm.3666。 ·doi:10.1002/cnm.3666 [24] A.Loewe、E.Poremba、T.Oesterlein、A.Luik、C.Schmitt、G.Seemann和O.Dössel，心房扑动易损性的特定患者识别——揭示潜在折返路径的计算方法，Front。Phys.9（2019），1910年。https://doi.org/10.3389/fphys.2018.01910 ·doi:10.3389/fphys.2018.01910 [25] J.Lumens和T.Delhaas，《肺动脉高压的心血管建模：使用circadapt模型关注右心衰竭的机制和治疗》，《美国心脏病杂志》110（2012年），第6期，补编，S39-S48。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002914912015469肺动脉高压患者的右心室。 [26] S.A.Niederer、J.Lumens和N.A.Trayanova，《心脏病学计算模型》，《国家心脏病杂志》，第26期（2019年）。100-111. 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