Purpose- Coarctation of the Aorta (CoA) patient-specific computational fluid dynamics (CFD) studies in resource constrained settings are limited by the available imaging modalities for geometry and velocity data acquisition. Doppler echocardiography has been seen as a suitable velocity acquisition modality due to its higher availability and safety. This study aimed to investigate the application of classical machine learning (ML) methods to create an adequate and robust approach for obtaining boundary conditions (BCs) from Doppler Echocardiography images, for haemodynamic modeling using CFD. Methods- Our proposed approach combines ML and CFD to model haemodynamic flow within the region of interest. With the key feature of the approach being the use of ML models to calibrate the inlet and outlet boundary conditions (BCs) of the CFD model. The key input variable for the ML model was the patients heart rate as this was the parameter that varied in time across the measured vessels within the study. ANSYS Fluent was used for the CFD component of the study whilst the scikit-learn python library was used for the ML component. Results- We validated our approach against a real clinical case of severe CoA before intervention. The maximum coarctation velocity of our simulations were compared to the measured maximum coarctation velocity obtained from the patient whose geometry is used within the study. Of the 5 ML models used to obtain BCs the top model was within 5\% of the measured maximum coarctation velocity. Conclusion- The framework demonstrated that it was capable of taking variations of the patients heart rate between measurements into account. Thus, enabling the calculation of BCs that were physiologically realistic when the heart rate was scaled across each vessel whilst providing a reasonably accurate solution.


翻译:Aorta (CoA) 患者专用计算流体动态(CFD) 在资源受限环境下的计算流动态(CFD) 研究的用途加固(CFD) 受现有几何和速度数据采集成像模式的限制。多普勒回声心电图因其可用性和安全性较高而被视为一种合适的速度获取模式。这项研究旨在调查古典机器学习(ML)方法的应用,以创造适当和稳健的方法,从多普勒耳耳心电图中获取边界条件(BCs),用CFD进行血液流动模型。我们拟议的方法结合了ML和CFD在感兴趣的区域内模拟血液动力流动模式。使用ML模型的主要特征是使用ML模型校准内最大心脏流动数据模型进行最大速度的计算。我们测量的卡路里最大心脏流数据流数据流数据流数据流流数据流数据流数据流数据流数据流数据流中,我们用于对卡路里最大速度数据流数据流数据流数据流数据流数据流进行最精确的计算。

0
下载
关闭预览

相关内容

Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员