针对个性化生物机械建模的反向不确定性量化:应用于肺孔机械数字双胞胎

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 计算建模计算建模
• 不确定性量化不确定性的量化.

背景情况:

• 个性化生物机械模型需要对临床应用进行准确的参数估计.
• 目前的方法往往缺乏关于估计准确性和参数识别性的信息.
• 对测量和模型错误的稳定性对于可靠的模型个性化至关重要.

研究的目的:

• 为个性化生物机械模型开发一个一般的反向不确定性量化管道.
• 量化评估参数识别能力和估计可靠性.
• 在临床环境中提高数字双胞胎的可靠性.

主要方法:

• 在不同的噪音和模型错误水平下,生成具有已知的基准真实参数的合成数据.
• 在许多错误和初始化实现中执行参数估计.
• 分析估计的参数误差分布,以确定可识别性和置信区间.

主要成果:

• 拟议的管道为参数识别提供了定量洞察力.
• 在一个波机械肺模型中,成功地检索了估计参数的置信区间.
• 该方法证明了对不同噪声和模型错误级别的稳定性.

结论:

• 开发的逆不确定性量化管道提高了个性化生物机械模型的可靠性.
• 对数字双胞胎的临床应用而言,对参数识别性的定量评估至关重要.
• 这种方法提供了使用个性化模型参数进行诊断和预后的有价值信息.