患者特异性人心脏模型中心肌材料参数与无应力参考构型的高效识别
组织与器官
2021-01-15 v2 生物物理
医学物理
摘要
基于图像的心脏计算模型是揭示心功能生理与病理状态潜在机制并改善诊断与治疗规划的有力工具。然而，为实现此类模型的临床转化，关键在于开发能够再现特定患者生理现实的个性化模型。实验与计算生物力学领域已有大量研究刻画心肌的被动行为。但多数研究存在严重局限，不适用于高分辨率几何模型。本文提出一种新方法，用于自动识别被动心脏生物力学的在体特性。该高效算法针对患者特异性舒张末期压力-容积关系（EDPVR）近似形状拟合材料参数。同时生成无应力参考构型，其中实现了一种提升收敛性与鲁棒性的新型故障保护机制。仅需临床图像数据或舒张期某一时刻的已有网格，以及 EDPVR 的一个测量数据点作为输入。所提方法可直接耦合至现有有限元（FE）软件包，并适用于不同本构定律与有限元公式。敏感性分析表明该算法对初始输入参数具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2101.04411,
title = {Efficient identification of myocardial material parameters and the stress-free reference configuration for patient-specific human heart models},
author = {Laura Marx and Justyna A. Niestrawska and Matthias A. F. Gsell and Federica Caforio and Gernot Plank and Christoph M. Augustin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.04411},
year = {2021}
}
备注
This research has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under the ERA-NET co-fund action No. 680969 (ERA-CVD SICVALVES) funded by the Austrian Science Fund (FWF), Grant I 4652-B