×
马克思，劳拉;马蒂亚斯·格塞尔（Matthias A.F.Gsell）。;阿明·伦德;费德里卡·卡福里奥;安东·普拉斯。;加博尔·托特·加约尔;提图斯·奎恩;克里斯托夫·奥古斯丁。;格诺·普朗克

压力超负荷左心室机电模型的个性化：windkessel型后负荷模型的拟合。 （英语） Zbl 1470.74047号

菲洛斯。事务处理。英国皇家学会。，A、 数学。物理学。工程科学。 378，No.2173，文章ID 20190342，14 p.（2020）.
概要：左心室（LV）机电（EM）的计算机模型显示出作为评估后负荷增加对LV性能影响的工具的前景。然而，由于临床输入的显著不确定性，唯一后负荷模型参数的识别和EM-LV模型的个性化仍然具有挑战性。在这里，我们对压力过载条件下（N=17）EM-LV模型的虚拟队列进行了个性化。开发了全局-局部优化程序，用于唯一识别三元Windkessel（Wk3）后负荷模型的参数。分析了Wk3参数对输入不确定性的敏感性以及EM-LV模型对Wk3参数不确定性的灵敏度。优化器唯一地识别了Wk3参数，个性化EM-LV模型的输出在所有情况下都与临床数据密切一致。敏感性分析表明，Wk3参数对输入不确定性有很强的依赖性。然而，这对EM-LV模型的输出影响有限。从临床数据中唯一识别Wk3参数似乎是可行的，但它对输入不确定性很敏感，因此依赖于准确的侵入性测量。相比之下，EM-LV模型输出的灵敏度较低，输入数据误差为10%时，误差小于8.14%，这在临床数据不确定性的范围内。

引用于10文件

MSC公司：

74升15 生物力学固体力学
92立方厘米 生物力学
92立方米 生理流量
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应

关键词：

心力衰竭;主动脉狭窄;压力梯度;缩窄;生物力学;医学物理学;计算机建模与仿真;数学建模

软件：

SALib公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{L.Marx}等人，Philos。事务处理。英国皇家学会。，A、 数学。物理学。工程科学。378，第2173号，文章ID 20190342，14页（2020；Zbl 1470.74047）
全文： DOI程序
OA许可证

参考文献：

[1] Westerhof N，Lankhaar JW，Westerhof-BE，2009年干线风信子。医学生物学。工程计算。47, 131-141. （doi:10.1007/s11517-008-0359-2）·doi:10.1007/s11517-008-0359-2
[2] Westerhof N，Stergiopulos N.2000动脉树模型。螺柱健康技术。通知。71, 65-77.
[3] Westerhof N，Elzinga G.1991心脏周期的正常输入阻抗和动脉衰减时间与动物大小无关。美国生理学杂志。雷古尔。集成。公司。生理学。261，R126-R133。（doi:10.1152/ajpregu.1991.261.1.R126）·doi:10.1152/ajpregu.1991.261.1.R126
[4] Wang JJ、O'Brien AB、Shrive NG、Parker KH、Tyberg JV。2003年心室-动脉耦合的时域表示为一个风信子和波系统。美国生理学杂志。心脏循环。生理学。284，H1358-H1368。（doi:10.1152/ajpheart.00175.2002）·doi:10.1152/ajpheart.00175.2002年
[5] Stergiopulos N，Westerhof BE，Westehrof N.1999作为windkessel模型的第四个元素的总动脉惯性。美国生理学杂志。心脏循环。生理学。276，H81-H88。（doi:10.1152/ajpheart.1999.276.1.H81）·doi:10.1152/ajpheart.1999.276.1.H81
[6] Segers P，Stergiopulos N，Westerhof N，Wouters P，Kolh P，Verdonck P.2003使用集中参数心脏-动脉相互作用模型评估全身和肺血流动力学。工程数学杂志。47, 185-199. （doi:10.1023/B:ENGI.0000007975.27377.9c）·Zbl 1042.76600号 ·doi:10.1023/B:ENGI.00007975.27377.9c
[7] Segers P、Rietzschel ER、De Buyzere ML、Stergiopulos N、Westerhof N、Van Bortel LM、Gillebert T、Verdonck PR。2008年三要素和四要素Windkessel模型：在一大批健康中年人中对其拟合性能的评估。程序。仪器机械。工程H 222417-428。（doi:10.1243/09544119JEIM287）·doi:10.1243/09544119JEIM287
[8] Sagawa K，Lie RK，Schaefer J.1990年渥太华-弗兰克论文《动脉搏动的病症》的译本，《Zeitschrift für Biologie》37:483-526（1899）。《分子细胞心脏病学杂志》。22, 253-254. （doi:10.1016/0022-2828（90）91459-K）·doi:10.1016/0022-2828（90）91459-K
[9] Liu H，Liang F，Wong J，Fujiwara T，Ye W，Tsubota KI，Sugawara M.2015心血管系统血流动力学的多尺度建模。机械学报。罪。31, 446-464. （doi:10.1007/s10409-015-0416-7）·Zbl 1342.92061号 ·doi:10.1007/s10409-015-0416-7
[10] Elzinga G，Westerhof N.1991心室和动脉负荷之间的匹配：一个进化过程。循环。第681495-1500号决议。（doi:10.1161/01.RES.68.6.1495）·doi:10.1161/01.RES.68.6.1495号文件
[11] Elzinga G，Westerhof N.1973左心室在不同阻抗下产生的压力和流量。循环。第32号决议，178-186。（doi:10.1161/01.RES.32.2.178）·doi:10.1161/01.RES.32.2.178
[12] Burkhoff D，Alexander J，Schipke J.1988 Windkessel作为主动脉输入阻抗模型的评估。美国生理学杂志。心脏循环。生理学。255，H742-H753。（doi:10.1152/ajpheart.1988.255.4.H742）·doi:10.1152/ajpheart.1988.255.4.H742
[13] Formaggia L，Lamponi D，Quarteroni A.2003动脉血流一维模型。工程数学杂志。47, 251-276. （doi:10.1023/B:ENGI.0000007980.01347.29）·Zbl 1070.76059号 ·doi:10.1023/B:ENGI.00007980.01347.29
[14] Mynard JP，Nithiarasu P.2008使用局部保守Galerkin（LCG）方法建立的包含心室压力、主动脉瓣和局部冠状动脉流量的一维动脉血流模型。Commun公司。数字。方法工程24，367-417。（doi:10.1002/cnm.1117）·Zbl 1137.92009号 ·doi:10.1002/cnm.1117
[15] Alastruey J、Parker KH、Sherwin SJ.2012《动脉脉搏波血流动力学》。程序中。第11届国际压力波动会议，第401-442页。葡萄牙里斯本：BHR集团。
[16] Müller LO，Toro EF。2014年，以静脉系统为重点的全球人体循环多尺度数学模型。国际期刊数字。方法生物识别。工程30，681-725。（doi:10.1002/cnm.2622）·doi:10.1002/cnm.2622
[17] Blanco PJ、Watanabe SM、Dari EA、Passos MARF、Feijóo RA。2014年详细解剖动脉网络模型中的血流分布：标准和算法。生物技术。模型。机械胆。13, 1303-1330. （doi:10.1007/s10237-014-0574-8）·doi:10.1007/s10237-014-0574-8
[18] Nichols WW，O'Rourke M，Vlachopoulos C.2011麦当劳动脉血流：理论、实验和临床原理。佛罗里达州博卡拉顿：CRC出版社。
[19] Mahieu D等人，2010年中央和外周动脉压力（波形）的无创评估：校准方法的含义。J.高血压。28, 300-305. （doi:10.1097/HJH.0b013e3283340a1a）·doi:10.1097/HJH.0b013e3283340a1a
[20] Muiesan ML、Salvetti M、Bertachini F、Agabiti Rosei C、Maruelli G、Colonetti E。2014使用24小时臂脉搏波分析进行中心血压评估。J.瓦斯。诊断。Interv公司。2, 141-148. （doi:10.2147/JVD.S47389）·doi:10.147/JVD。S47389系列
[21] Donati F、Myerson S、Bissell MM、Smith NP、Neubauer S、Monaghan MJ、Nordsletten DA、Lamata P.2017 Beyond Bernoulli：提高峰值压降无创估计的准确性和精确度。循环。心血管疾病。成像10，e005207。（doi:10.1161/CIRCIMAGING.116.005207）·doi:10.1161/CIRCIMAGING.116.005207
[22] Fernandes JF等人，2017年，《超越压力梯度：主动脉缩窄时干预对心率的影响》。公共科学图书馆ONE 12，e0168487。（doi:10.1371/journal.pone.0168487）·doi:10.1371/journal.pone.0168487
[23] Westerhof N，Elzinga G，Sipkema P.1971泵送心脏的人工动脉系统。J.应用。生理学。31, 776-781. （doi:10.1152/jappl.1971.31.5.776）·doi:10.1152/jappl.1971.31.5.776
[24] Prassl AJ、Kickinger F、Ahammer H、Grau V、Schneider JE、Hofer E、Vigmond EJ、Trayanova NA、Plank G.2009心脏电生理问题自动生成的解剖精确网格。IEEE传输。生物识别。工程56，1318-1330。（doi:10.1109/TBME.2009.2014243）·doi:10.1109/TBME.2009.2014243
[25] Crozier A等人，2016，基于图像的心脏解剖个性化，用于耦合机电建模。安。生物识别。工程44、58-70。（doi:10.1007/s10439-015-1474-5）·doi:10.1007/s10439-015-1474-5
[26] Gsell MA、Augustin CM、Prassl AJ、Karabelas E、Fernandes JF、Kelm M、Goubergrits L、Kuehne T、Plank G。2018左心室壁应力和机械心率评估：有限元建模与拉普拉斯分析。国际期刊数字。方法生物识别。工程34，e3147。（doi:10.1002/cnm.3147）·doi:10.1002/cnm.3147
[27] Pfaller MR、Hörmann JM、Weigl M、Nagler A、Chabiniok R、Bertoglio C、Wall WA。2018心包对心脏生物力学的重要性：从生理学到计算建模。生物技术。模型。机械胆。18, 503-529. （doi:10.1007/s10237-018-1098-4）·数字对象标识代码：10.1007/s10237-018-1098-4
[28] Takeuchi M、Nakai H、Kokumai M、Nishikage T、Otani S、Lang RM。2006年，通过二维斑点追踪成像评估左心室扭转的年龄相关变化。美国社会超声心动图杂志。19, 1077-1084. （doi:10.1016/j.echo.2006.04.011）·doi:10.1016/j.echo.2006.04.011
[29] Carreras F等人，2012年，《左心室扭转和纵向缩短：通过标记电影磁共振成像评估正常受试者心肌力学的两个基本组成部分》。国际心血管杂志。图像28，273-284。（doi:10.1007/s10554-011-9813-6）·doi:10.1007/s10554-011-9813-6
[30] Augustin CM等人，2016年，左心室电力学的患者特异性建模，作为血流动力学分析的驱动因素。Europace 18，iv121-iv129。（doi:10.1093/europace/euw369）·doi:10.1093/europace/euw369
[31] Guccione JM，Costa KD，McCulloch AD.1995跳动犬心脏左心室力学的有限元应力分析。J.生物技术。28, 1167-1177. （doi:10.1016/0021-9290（94）00174-3）·doi:10.1016/0021-9290（94）00174-3
[32] Klotz S，Dickstein ML，Burkhoff D.2007通过单次心跳预测舒张末期压力-容积关系的计算方法。《国家协议》。2, 2152-2158. （doi:10.1038/nprot.2007.270）·doi:10.1038/nprot.2007.270
[33] Niederer SA、Plank G、Chinchapatnam P、Ginks M、Lamata P、Rhode KS、Rinaldi CA、Razavi R、Smith NP.2011衰竭心脏中的长期依赖性紧张和心脏再同步治疗的疗效。心血管疾病。第89号决议，第336-343页。（doi:10.1093/cvr/cvq318）·doi:10.1093/cvr/cvq318
[34] Kerckhoffs RCP，Bovenderd PHM，Prinzen FW，Smits K，Arts T.2003心室起搏心脏内和室间机电不同步。工程数学杂志。47, 201-216. （doi:10.1023/B:ENGI.0000007972.73874.da）·Zbl 1047.92016年 ·doi:10.1023/B:ENGI.0007972.73874.da
[35] Herman J，Usher W.2017 SALib：敏感性分析的开源Python库。J.开源软件。2, 97. （doi:10.21105/jos.00097）·doi:10.21105/joss.00097
[36] Sobol IM公司。2001年非线性数学模型的全球敏感性指数及其蒙特卡罗估计。数学。计算。模拟。55, 271-280. （doi:10.1016/S0378-4754（00）00270-6）·兹比尔1005.65004 ·doi:10.1016/S0378-4754（00）00270-6
[37] Vigmond EJ、Hughes M、Plank G、Leon LJ。2003用于对心脏组织中的电活动建模的计算工具。J.心电疗法。36, 69-74. （doi:10.1016/j.jeelectrocard.2003.09.017）·doi:10.1016/j.jeelectrocard.2003.09.017
[38] Vigmond EJ、Weber dos Santos R、Prassl AJ、Deo M、Plank G.2008心脏双畴方程解算器。掠夺。生物物理学。分子生物学。96, 3-18. （doi:10.1016/j.pbimolbio.2007.07.012）·doi:10.1016/j.pbiomolbio.2007.07.012
[39] Neic A、Liebmann M、Hoetzl E、Mitchell L、Vigmond EJ、Haase G、Plank G。2012使用图形处理单元加速心脏双腔模拟。IEEE传输。生物识别。工程59，2281-2290。（doi:10.1109/TBME.2012.2202661）·doi:10.1109/TBME.2012.2202661
[40] Neic A、Campos FO、Prassl AJ、Niederer SA、Bishop MJ、Vigmond EJ、Plank G.2017使用反应-环境模型在人类全心脏模拟中高效计算心电图和心电图。J.计算。物理学。346, 191-211. （doi:10.1016/j.jcp.2017.06.020）·doi:10.1016/j.jcp.2017.06.020
[41] Augustin CM，Neic A，Liebmann M，Prassl AJ，Niederer SA，Haase G，Plank G，2016人体心脏电力学的解剖精确高分辨率建模：一种用于非线性变形的可伸缩性强的代数多重网格解算器方法。J.计算。物理学。305, 622-646. （doi:10.1016/j.jcp.2015.10.045）·Zbl 1349.92032号 ·doi:10.1016/j.jcp.2015.10.045
[42] Niederer SA等人。2011年使用N版基准验证心脏组织电生理模拟器。Phil.Trans。R.Soc.A 369，4331-4351号。（doi:10.1098/rsta.2011.0139）·doi:10.1098/rsta.2011.0139
[43] Land S等人，2015心脏力学软件验证：测试主动和被动材料行为的基准问题和解决方案。程序。R.Soc.A 47120150641。（doi:10.1098/rspa.2015.0641）·doi:10.1098/rspa.2015.0641
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。