肺动静脉血流动力学多尺度模型中的高效不确定性量化

计算血流动力学模型在复杂多尺度病理（包括由肺血管疾病发展引起的病理）的管理和预后中正变得日益有用。然而，诸如肺动脉高压等疾病具有异质性，且同时影响近端动脉与静脉以及微循环。仿真工具及用于模型校准的数据本身也存在不确定性，需要对模型输入与输出的敏感性和不确定性进行全面分析。因此，本研究在一个肺血流动力学的多尺度脉搏波传播模型中量化了模型敏感性与输出不确定性。我们的肺循环模型由十五条近端动脉和十二条近端静脉组成，并由双侧结构化树状远端血管模型连接。我们使用多项式混沌展开来加速敏感性分析与不确定性量化，并给出近端和远端血管的结果。我们的分析提供了血压、流量和波传播现象以及壁面剪切应力和周期性拉伸的不确定性，后两者均为内皮细胞机械转导的重要刺激因素。我们得出结论：尽管系统中几乎所有参数都对模型预测有一定影响，但描述微血管床密度的参数对近端和远端循环中所有模拟量的影响最大。