皮埃尔·拉福琼;露丝·阿利斯;玛丽亚诺·瓦兹奎兹;纪尧姆·胡泽奥 心脏的机电耦合模型：并行有限元公式。 （英语） Zbl 1242.92015年 国际期刊数字。方法生物识别。工程师。 28，第1期，72-86（2012）. 摘要：提出并评估了一个高度并行耦合的心脏机电模型。对并行耦合模型进行了深入的讨论，可扩展性已被证明达到数百个内核。这项工作的重点是力学部分，包括本构模型（对已有模型提出一些修改）、数值格式和耦合策略。接下来通过两个示例对模型进行评估。首先，通过模拟一小块心脏组织来介绍耦合模型的主要特征，并根据实验证据校准其参数。然后，利用牛津心室兔模型的网格，使用这些参数解决了一个更现实的问题。这两个例子的结果表明，该模型能够在数百个处理器中高效运行，并再现心脏变形的一些基本特征。 引用于11文件 MSC公司： 92C30型 生理学（一般） 92C05型 生物物理学 92立方厘米 生物力学 第65年 并行数值计算 关键词：心脏力学;电生理学;并行化 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit｛P.Lafortune｝等人，国际数字杂志。方法生物识别。Eng.28，No.1，72--86（2012；Zbl 1242.92015） 全文： 内政部 参考文献： [1] Nordsletten，将多物理模型耦合到心脏力学，生物物理和分子生物学进展104（1-3），第77页–（2011）·doi:10.1016/j.pbiomolbio.2009.11.001 [2] Trayanova，全心模型。《循环研究》108（4），第113页-（2011），心脏电生理和电机学的应用·doi:10.1161/CIRCRESAHA.110.223610 [3] Nickerson，强耦合心脏机电模型的新发展，Europace 7第118页–（2005）·doi:10.1016/j.eupc.2005.04.009 [4] Sainte-Marie，心脏机电活动的建模和估算，《计算机和结构》84页1743–（2006）·doi:10.1016/j.compstruc.2006.05.003 [5] 史蒂文斯，舒张期心室力学：材料参数敏感性，《生物力学杂志》36（5），第737页–（2003）·doi:10.1016/S0021-9290（02）00452-9 [6] Göktepe，《心脏机电：强耦合激励-压缩问题的统一方法》，计算力学45 pp 227–（2010）·Zbl 1183.78031号 ·doi:10.1007/s00466-009-0434-z [7] Kerckhoff，心脏心室力学三维有限元模型与全身和肺循环集总系统模型的耦合，《生物医学工程年鉴》35第1页–（2007）·doi:10.1007/s10439-006-9212-7 [8] Nobile，心脏组织的主动应变机电模型，国际生物医学工程数值方法杂志（2011）·Zbl 1242.92016年 [9] Gurev，《心脏机电延迟的分布：三维机电模型的见解》，《生物物理杂志》99（3），第745页–（2010）·doi:10.1016/j.bpj.2010.05.028 [10] Hosoi，SC’10，摘自：2010年ACM/IEEE高性能计算、网络、存储和分析国际会议论文集第1页–（2010）·doi:10.1109/SC.2010.5 [11] Reumann M Fitch BG Rayshubskiy A等人2009年医学和生物学会心脏机电模拟工程中的16384个处理器具有强大的扩展能力和加速能力。EMBC 2009。IEEE 2009年国际年会2795 2798 [12] Vázquez，心脏的大规模并行计算电生理模型，国际生物医学工程数值方法杂志（2011）·Zbl 1241.92016年 ·doi:10.1002/cnm.1443 [13] Houzeaux，《不可压缩流分步技术的扩展：压力schur补码的预处理正交函数（1）》，《计算机与流体》44，第297页–（2011）·Zbl 1271.76208号 ·doi:10.1016/j.compfluid.2011.01.017 [14] 网址：http://www.bsc.es [15] FitzHugh，神经膜理论模型中的冲动和生理状态，《生物物理杂志》1第445页–（1961年）·doi:10.1016/S0006-3495（61）86902-6 [16] Fenton，使用相场方法模拟真实心脏几何体中的波传播，Chaos 15（013502）（2005）·兹比尔1080.92038 [17] Belytschko，连续统和结构的非线性有限元（2000） [18] 尹，灌注被动心肌的可压缩性，美国生理学杂志-心脏和循环生理学271（H1864-H1870）（1996） [19] Moore，分级局部缺血期间标记磁共振成像对三维心肌变形的无创测量，《心血管磁共振杂志》1（3）第207–（1999）页·doi:10.3109/109766499088333 [20] Legrace，《心脏的建筑：基于数据的模型》，《伦敦皇家学会哲学学报》。系列A：数学、物理和工程科学359（1783）pp 1217–（2001）·Zbl 0997.92022号 ·doi:10.1098/rsta.2001.0827 [21] Streeter，心血管系统动力学，第73页–（1978） [22] Dokos，被动心室心肌的剪切特性，美国生理学杂志-心脏和循环生理学283（6）pp H2650–（2002）·doi:10.1152/ajpheart.00111.2002年 [23] Watanabe，使用流体-结构相互作用有限元方法对左心室充盈动力学进行多物理模拟，《生物物理杂志》87（3）第2074页–（2004）·doi:10.1529/biophysj.103.035840 [24] 基于生理现实左心室有限元模型的Veress、正常和病理ncat图像和模型数据，IEEE医学成像学报25（12），第1604页–（2006）·doi:10.1109/TMI.2006.884213 [25] Dorri，人类左心室收缩的有限元模型，生物力学和生物医学工程中的计算机方法9（5）pp 319-（2006）·doi:10.1080/10255840600600546 [26] Kerckhoff，心脏电力学的计算方法，IEEE 94（4）第769页会议记录–（2006）·doi:10.1109/JPROC.2006.871772 [27] Costa，三维心脏力学特性建模，伦敦皇家学会哲学学报。系列A：数学、物理和工程科学359（1783）pp 1233–（2001）·Zbl 0994.92013号 ·doi:10.1098/rsta.2001.0828 [28] Holzapfel，《非线性固体力学：工程的连续方法》（2000年）·Zbl 0980.74001号 [29] Holzapfel，被动心肌的本构模型：基于结构的材料表征框架，《皇家学会哲学学报A：数学、物理和工程科学》367（1902），第3445页–（2009）·Zbl 1185.74060号 ·doi:10.1098/rsta.2009.0091 [30] Usyk，层流正交异性肌纤维结构对犬左心室局部应力和应变的影响，《弹性杂志》61页143–（2000）·Zbl 0974.92002号 ·doi:10.1023/A:1010883920374 [31] 尹，在同时双向负荷下非收缩犬心肌力学特性的量化，生物力学杂志20（6），第577页–（1987）·doi:10.1016/0021-9290（87）90279-X [32] 亨特，《心脏计算电动力学》第346页–（1997年）·Zbl 0905.92005 [33] Rice，心肌跨桥和钙依赖性激活的建模方法，《生物物理和分子生物学进展》85（2-3），第179–（2004）页·doi:10.1016/j.pbiomolbio.2004.01.11 [34] Humphrey，心血管固体力学。细胞、组织和器官（2001年） [35] 霍尔扎普费尔，软生物组织的计算生物力学，计算力学百科全书第2卷，第604页–（2004） [36] Hunter，《心肌力学特性建模》，《生物物理学和分子生物学进展》，第69页，第289页–（1998）·doi:10.1016/S0079-6107（98）00013-3 [37] http://www.cs.ox.ac.uk/chaste网站 [38] Bishop，解剖学详细的MRI衍生兔心室模型的开发及其对电生理功能模拟影响的评估，《美国生理学杂志-心脏和循环生理学》298（2）第H699页–（2010）·doi:10.1152/ajpheart.00606.2009 [39] Moore，正常人左心室的三维收缩应变模式：标记磁共振成像特征，放射学214（2），第453页–（2000）·doi:10.1148/放射学.214.2r00fe17453 [40] Rice，使用常微分方程的心肌协同激活和跨桥循环近似模型，生物物理杂志95（5），第2368页–（2008）·doi:10.1529/biophysj.107.119487 [41] Trayanova，《心脏除颤的计算机模拟：心脏内部的观察》，《科学》第4期，第259页–（2002年）·Zbl 0997.92026号 ·doi:10.1007/s00791-002-0082-8 [42] Trayanova，心脏机电模型：从细胞到器官，生理学前沿2（0）（2011） 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。