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居尔，R。；伯恩哈德，S。

颈动脉分叉模型中的参数不确定性和全局敏感性分析：最敏感模型参数的识别和排序。 （英语） Zbl 1367.92029号

数学。Biosci公司。 269, 104-116 (2015).
摘要：在计算性心血管模型中，参数是不确定性的主要来源之一，这使得模型不可靠且预测性较差。为了实现可用于心血管疾病研究的预测模型，可使用敏感性分析（SA）量化和减少输入（电气和结构）模型参数引起的输出（压力和流量）不确定性。
在本研究中，三种基于方差的全局敏感性分析（GSA）方法；将Sobol、FAST和基于Smolyak算法的稀疏网格随机配置技术应用于颈动脉分叉的集总参数模型。进行灵敏度分析，以确定和排序最敏感的参数，并将不太敏感的参数固定在其标称值（因子固定）。在此背景下，还讨论了网络位置和时间相关灵敏度，以分别确定颈动脉分叉的最佳测量位置和压力波和流波中每个参数的最佳时间区域。
结果表明，对于压力和流量，右颈总动脉（RCC）、右颈内动脉（RIC）和右颈外动脉（REC）内的流动阻力（R）、血管直径（d）和血管长度（l）是敏感的，而血管顺应性（C）和血液惯性（l）仅对RCC敏感。此外，杨氏模量（E）和壁厚（h）对颈动脉分叉各部位的压力和流量的敏感性较小。网络位置和时间变异性结果显示，大多数敏感性出现在常见的时间区域，即早期收缩、峰值收缩和收缩期结束。

引用于4文件

MSC公司：

92立方米 生理流量
92立方厘米 生物力学

关键词：

整体敏感性分析；集总参数模型；Sobol方法；快速；稀疏网格随机配置技术；Smolyak算法

软件：

CVODES公司；日晷
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{R.Gul}和\textit{S.Bernhard}，数学。Biosci公司。269104-116（2015年；Zbl 1367.92029）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Saltelli，A。；Ratto，M。；安德烈斯，T。；Campolongo，F。；Cariboni，J。；加泰利，D。；塞萨纳，M。；Tarantola，S.，《全球敏感性分析》。《初级读本》（2008），约翰·威利·索恩斯·Zbl 1161.00304号
[2] Saltelli，A。；南卡罗来纳州塔兰托拉。；Chan，K.P.S.，模型输出全局敏感性分析的定量模型依赖方法，技术计量学，41，1，39-56（1999）
[3] Morris，M.D.，《初步计算实验的因子抽样计划》，《技术计量学》，33，161-174（1991）
[4] Sobol，I.，非线性数学模型的灵敏度估计，材料模型。，2, 112-118 (1990) ·Zbl 0974.00506号
[5] Homma，T。；Saltelli，A.，非线性模型全局灵敏度分析中的重要性测度，Reliab。工程系统。安全。，52, 1-17 (1996)
[6] 陈，P。；Quarteroni，A。；Rozza，G.，《基于模拟的人类动脉网络血流动力学不确定性量化》，国际数值杂志。方法生物识别。工程，29，698-721（2013）
[7] 卡基尔，R.I。；Fortuin，C.M。；Shuler，K.E。；Petschek，A.G。；Schaibly，J.H.，耦合反应系统对速率系数不确定性的敏感性研究。I理论，J.化学。物理。，59, 3873-3878 (1973)
[8] Leguy，C.A.D.，《动脉树血流动力学和力学特性的临床评估》（博士论文）（2010年），荷兰埃因霍温理工大学
[10] 佐藤，T。；山城，S.M。；织女星，D。；Grodins，F.S.，系统循环力学网络模型的参数敏感性分析，Ann.Biomed。工程师，2289-306（1974）
[11] Yu，Y.C。；波士顿，J.R。；医学硕士Simaan。；Antaki，J.F.，心血管模型对系统血管参数微创评估的敏感性分析，《美国控制会议论文集》（1999年），圣地亚哥：加州圣地亚哥
[12] Noordergraaf，A。；费尔多，P.D。；Boom，H.B.K.，《模拟计算机在循环模型中的应用》，Prog。心血管疾病。数字化信息系统。，5, 5 (1963)
[13] 北卡罗来纳州韦斯特霍夫。；Noordergaaf，A.，《动脉粘弹性：广义模型，系统树中输入阻抗和波传播的影响》，J.Biomech。，3, 357-379 (1970)
[14] Karel，H.W。；韦伯，H。；de Wit，B.，《估计人体动脉壁的五分量粘弹性模型参数》，J.Biomech。，6, 13-24 (1973)
[15] Burattini，R。；Natalucci，S.，《粘弹性风帆的复杂和频率依赖顺应性解决了弹性风帆中的矛盾》，医学工程物理。，20, 502-514 (1998)
[16] Sherwin，S.J。；弗兰克，V。；Peiró，J.，时空变量中血管网络的一维建模，J.工程数学。，47, 217-250 (2003) ·Zbl 1200.76230号
[17] 医学博士麦凯。；贝克曼，R.J。；Conover，W.J.，《计算机代码输出分析中选择输入变量值的三种方法的比较》，《技术计量学》，21，239-245（1979）·Zbl 0415.62011号
[18] Jansen，M.J.W.，模型输出的方差设计分析，计算。物理学。社区。，117, 35-43 (1999) ·Zbl 1015.68218号
[19] Jansen，M.J.W。；罗辛，W.A.H。；Daamen，R.A.，来自几个独立多变量来源的不确定性贡献的蒙特卡罗估计，《自然科学和经济学中的可预测性和非线性建模》，334-343（1994），Kluwer学术出版社：Kluwer学术出版社Dordrecht·Zbl 0875.65019号
[20] Yang，J.，Monte-Carlo敏感性分析中的收敛性和不确定性分析，环境。模型。软质。，26, 444-457 (2011)
[21] 玛丽亚·R·F。；Banga，J.R。；Doyle，F.J.，《解释输入参数分布关键作用的新型全局敏感性分析方法：应用于系统生物学模型》，《国际鲁棒非线性控制》，22，1082-1102（2012）·Zbl 1258.93112号
[22] Hubert，W.，动静脉瘘手术个性化脉搏波传播模型的敏感性分析。A部分：确定最具影响力的模型参数，医学、工程、物理学。，35, 810-826 (2013)
[23] Archer，G.E.B。；Saltelli，A。；Sobol，I.M.，《敏感度测量、ANOVA样技术和bootstrap的使用》，J.Stat.Compute。模拟。，58, 2, 99-120 (1997) ·Zbl 1102.62335号
[24] Weyl，H.，平均运动，美国数学杂志。，60, 889-896 (1938) ·JFM 64.0256.02号
[25] 秀，D。；Jan，S.H.，随机输入微分方程的高阶配置方法，SIAM J.Sci。计算。，27, 3, 1118-1139 (2005) ·Zbl 1091.65006号
[26] 秀，D。；Sherwin，S.J.，人体动脉网络模型中脉搏波传播的参数不确定性分析，J.Compute。物理。，226, 1385-1407 (2007) ·Zbl 1121.92023号
[27] Skrainka，B.S。；Judd，K.L.，《高性能求积规则：数值积分如何影响流行的产品模型》，《经济差异化中估算和政策分析的高级计算方法》，伦敦（会议论文）（2010年）
[29] 埃尔德雷德，M.S。；Swiler，L.P.，《利用自适应配置方法实现面向目标的随机设计》，第13届AIAA/ISSMO多学科分析优化会议论文集（2010），德克萨斯州沃思堡
[30] Nobile，F。；丹蓬，R。；Webster，C.G.，《具有随机输入数据的偏微分方程的各向异性稀疏网格随机配置方法》，SIAM J.Numer。分析。，4624121-1442（2008年）·Zbl 1176.65007号
[31] Smolyak，S.A.，某些函数类张量积的求积和插值公式，Sov。数学。道克。，4240-243（1963年）·Zbl 0202.39901号
[32] Azevedo1，J.D.S。；Oliveira，S.P.，拟蒙特卡罗和稀疏网格随机配置方法之间的数值比较，计算。物理学。社区。，10, 1-19 (2011)
[33] 林·G。；Karniadakis，G.E.，《非平衡等离子体流的敏感性分析和随机模拟》，国际数值杂志。方法工程，80，738-766（2009）·Zbl 1176.76109号
[35] Zi，Z.，应用于系统生物学模型的敏感性分析方法，IET系统生物学，5，6，336-346（2011）
[36] 北卡罗来纳州辛德马什。；Brown，P.N。；Grant，K.E.，SUNDIALS：非线性和微分/代数方程求解器套件，ACM Trans。数学。软质。，31363-396（2005年）·Zbl 1136.65329号
[37] 塞尔维亚人，R。；Hindmarsh，A.C.，CVODES：SUNDIALS中启用灵敏度的ODE解算器，IDETC/CIE论文集（2005）
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