Three-dimensional cardiovascular fluid dynamics simulations typically require computation of several cardiac cycles before they reach a periodic solution, rendering them computationally expensive. Furthermore, there is currently no standardized method to determine whether a simulation has yet reached that periodic state. In this work, we propose use of the asymptotic error measure to quantify the difference between simulation results and their ideal periodic state using lumped-parameter modeling. We further show that initial conditions are crucial in reducing computational time and develop an automated framework to generate appropriate initial conditions from a one-dimensional model of blood flow. We demonstrate the performance of our initialization method using six patient-specific models from the Vascular Model Repository. In our examples, our initialization protocol achieves periodic convergence within one or two cardiac cycles, leading to a significant reduction in computational cost compared to standard methods. All computational tools used in this work are implemented in the open-source software platform SimVascular. Automatically generated initial conditions have the potential to significantly reduce computation time in cardiovascular fluid dynamics simulations.


翻译:三维心血管流体动态模拟通常要求在达到定期溶液之前计算几个心脏周期,使其计算费用昂贵。此外,目前没有标准化的方法来确定模拟是否达到周期状态。在这项工作中,我们提议使用无症状误差计量方法,使用粗略参数模型来量化模拟结果与其理想周期状态之间的差异。我们进一步表明初始条件对于缩短计算时间至关重要,并开发一个自动框架,以便从血液流动的一维模型中产生适当的初始条件。我们用六个特定病人的模型演示了我们初始化方法的性能。在我们的事例中,我们的初始化协议在一个或两个心脏周期内实现定期趋同,导致计算成本与标准方法相比大幅下降。这项工作使用的所有计算工具都在开放源软件平台SimVasculus中实施。自动生成的初始条件有可能大大缩短心血管流体动力模拟的计算时间。

0
下载
关闭预览

相关内容

【DeepMind】强化学习教程,83页ppt
专知会员服务
152+阅读 · 2020年8月7日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
109+阅读 · 2020年5月15日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
50+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
(TensorFlow)实时语义分割比较研究
机器学习研究会
9+阅读 · 2018年3月12日
干细胞外泌体的市场分析
外泌体之家
8+阅读 · 2017年12月19日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Mixed Effects Envelope Models
Arxiv
0+阅读 · 2021年3月24日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【NIPS2018】接收论文列表
专知
5+阅读 · 2018年9月10日
(TensorFlow)实时语义分割比较研究
机器学习研究会
9+阅读 · 2018年3月12日
干细胞外泌体的市场分析
外泌体之家
8+阅读 · 2017年12月19日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员