×

兹马思-数学第一资源

心脏电生理学的非协调有限元公式:在不影响精度的前提下减少心脏模拟计算时间的有效方法。(英语) Zbl 1446.35222
摘要:计算机模拟是研究人类心脏电活动的有力工具,但计算量仍然高得令人望而却步。为了恢复准确的传导速度和波前形状,线性单元(Q1)公式中的网格尺寸不能超过0.1mm。在这里,我们提出了一种新的非线性心脏电生理问题的非协调有限元公式,它可以获得精确的波前形状和较低的传导速度网格依赖性,同时保持与Q1公式相同的全局自由度。因此,可以在模拟中使用较粗的心脏区域离散化,而不会显著降低精度,从而减少整体计算工作量。我们证明了我们的公式在粗网格尺寸为1 mm的双心室模拟中的适用性,并表明激活波模式与细网格模拟在计算时间的一小部分非常接近,从而提高了心脏模拟的精度和效率的权衡。

理学硕士:
35Q92年 生物、化学和其他自然科学相关的偏微分方程
65米60 偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
35K57 反应扩散方程
92-10年 生物学问题的数学建模或模拟
软件:
FEAP公司;贞洁
PDF格式 BibTeX公司 引用
全文: 内政部
参考文献:
[1] 阿利耶夫,右后;简单心脏兴奋,单分形3,1996年
[2] 阿瑟尔,CJ;主教,乔丹州;心脏传播有限元模拟,39Kay,39J,2012年·Zbl 1237.92005
[3] 阿瑟尔,CJ;主教,乔丹州;Kay,D.使用高阶有限元有效模拟心脏电传播II:自适应p-版本,计算机物理杂志,253,443-470,(2013)·Zbl 1349.76167
[4] 贝拉金,B;利贝洛,N;福克斯,DD;泰勒,RL;Kuhl,E.活心脏项目:人体心脏功能的一个健壮的综合模拟器,欧洲机械协会/固体杂志,48,38-47,(2014)·Zbl 1406.74491号
[5] 密苏里州伯纳乌;Kay,D.开源心脏电生理模拟软件包的可伸缩并行预处理程序,Promedia Comput Sci,4821-830,(2011)
[6] 坎特威尔,CD;雅科夫列夫;科比,RM;彼得斯,新罕布什尔州;谢文,SJ,表面反应扩散问题的高阶光谱/hp单元离散化:应用于心脏电生理学,计算机物理杂志,257813-829,(2014)·Zbl 1349.92007号
[7] 克莱顿,右侧;伯纳斯,O;樱桃,嗯;迪尔克克斯,H;芬顿,佛罗里达州;米拉贝拉,L;帕菲洛夫,AV;联邦调查局;塞曼,G;张浩,心脏组织电生理模型:进展、挑战与开放问题,生物物理与分子生物学进展,104,22-48,(2011)
[8] 克莱顿,右侧;潘菲洛夫,AV,解剖学详细心室中心脏电活动建模指南,生物物理与分子生物学进展,96,19-43,(2008)
[九] 多夫哈德,P;埃尔德曼,B;罗茨施,R;Lines,GT,心室颤动动力学的自适应有限元模拟,计算机视觉科学,1201-205,(2009)
[10] 哥克泰佩,S;Kuhl,E.心脏电生理学的计算建模:一种新的有限元方法,国际工程杂志数值方法,79156-178,(2009)·Zbl 1171.92310
[11] 哥克泰佩,S;《心脏机电学:强耦合兴奋收缩问题的统一方法》,计算机机械,45227-243,(2010)·Zbl 1183.78031
[12] Hughes TJ(2000)有限元法:线性静态和动态有限元分析。多佛出版社,米诺拉,纽约·Zbl 1191.74002号
[13] 赫尔塔多,德;卡斯特罗;Gizzi,A.心脏电生理学中非线性扩散的计算模型:一种新的多孔介质方法,应用机械工程计算方法,300,70-83,(2016)
[14] 赫尔塔多,德;Henao,D.心脏电生理学的梯度流和变分原理:实现心脏电活动的高效和稳健数值模拟,应用机械工程计算方法,273,238-254,(2014)·Zbl 1296.76186
[15] 赫尔塔多,德;Kuhl,E.心电图计算模型:心脏复极和T波极性,生物医学工程计算方法,17986-96,(2014)
[16] Johnson C(2009)偏微分方程有限元数值解。多佛出版社,米诺拉,纽约·Zbl 1191.65140
[17] 克里希纳穆尔蒂S;佩罗蒂,勒;新罕布什尔州博格斯特罗姆;阿吉约拉,OA;弗里德,A;波纳鲁里,AV;韦斯,JN;屈,Z;克鲁格,威斯康星州;恩尼,分贝;Garfinkel,A,模拟心脏心室电生理学的方法和验证标准,PLoS ONE,9,1-29,(2014)
[18] 克里希纳穆尔蒂S;萨卡尔,M;Klug,WS,心脏电生理学有限元方法中的数值求积和算子分裂,生物医学工程国际数值方法,291243-1266,(2013)
[19] 土地;古列夫,V;阿伦斯,S;奥古斯丁,厘米;男爵,L;布莱克,R;布拉德利,C;卡斯特罗;克罗泽,A;法维诺,M;Fastl、TE;弗里茨,T;高,H;吉兹,A;格里菲斯,是吧;赫尔塔多,德;克劳斯,R;罗,X;纳什,议员;佩祖托,S;板状,G;罗西,S;Ruprecht,D;塞曼,G;史密斯,新罕布什尔州;Sundnes,J;赖斯,JJ;特拉扬诺娃,北美;王博士;王珍妮,Z;Niederer,SA,《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》,Proc Math Phys Eng Sci Royal Soc,47120150641,(2015)
[20] 帕斯曼纳坦,P;密苏里州伯纳乌;波尔达斯,R;库珀,J;加尼,A;皮特·弗朗西斯,吉咪;怀特利,日本;Gavaghan,DJ,心脏电生理学bidomain方程解的数值指南,Prog Biophys-Mol Biol,102136-155,(2010)
[21] Pathmanathan P,Gray R(2014)心脏电生理学计算模型的验证。生物医学工程中的国际数值方法30:525-544
[22] 彭纳乔,M,心肌细胞外电位“双多胺”模型的砂浆有限元法,科学计算杂志,191-210,(2004)·Zbl 1045.92010
[23] Pezzuto S,Hake J,Sundness J(2016)心脏电生理传导速度的空间离散化误差分析与稳定化方案。生物医学工程中的Int J Num方法32(10)。doi:10.1002/cnm.2762
[24] Pullan AJ,Cheng LK,Buist ML(2005)心脏电活动的数学建模:从细胞到体表再到身体表面。新加坡世界科学出版社·Zbl 1120.92015
[25] 萨赫里·科斯塔巴尔;耳甲,FA;赫尔塔多,德;Kuhl,E,机电反馈和惯性在心脏机电学中的重要性,应用机械工程中的比较方法,320352-368,(2017)
[26] 萨赫里·科斯塔巴尔;赫尔塔多,德;Kuhl,E.在人类心脏中生成purkinje网络,生物技术杂志,492455-2465,(2016)
[27] 斯特里特,DD;汉娜,WT,犬左心室心肌连续状态的工程力学:I,腔和壁的几何结构。Circ Res,33639-655,(1973年)
[28] Taylor RL(2014)FEAP-有限元分析程序。http://www.ce.berkeley/feap
[29] 泰勒,RL;贝雷斯福德,PJ;Wilson,EL,应力分析的非协调元,国际工程数值方法,101211-1219,(1976)·Zbl 0338.73041
[30] 文森特,KP;冈萨雷斯,乔丹州;吉列,阿拉巴马州;康涅狄格州维隆科;佩祖托,S;预兆,JH;霍尔斯特,乔丹州;McCulloch,AD,心脏单域模拟的高阶有限元方法,前沿生理学,6,1-9,(2015)
[31] 1973年,泰勒·多尔伊·威尔森(Taylor-Dossirly,WP)不相容模型。结构力学中的数值和计算机方法。学术出版社,纽约,第43-75页
[32] 温斯洛,RL;特拉扬诺娃,北美;杰曼,D;Miller,MI,《计算医学:将模型转化为临床护理》,Sci Trans-Med,4,158rv11-158rv11,(2012年)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项被试探性地匹配到zbMATH标识符,并且可能包含数据转换错误。它试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求匹配的完整性或精确性。