心脏力学建模:最近的发展和当前的挑战

科学领域:

• 心血管研究的心血管研究.
• 计算建模计算建模
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 特定于患者的计算心脏模型在心血管研究和临床应用中具有重大潜力,包括治疗规划和设备评估.
• 由于心脏的复杂性,构建这些模型具有挑战性,需要仔细考虑解剖学,材料特性和物理.
• 当前的建模方法通常涉及生理学准确性和计算复杂性之间的权衡.

研究的目的:

• 审查患者特定计算心脏建模的最新进展.
• 确定和讨论该领域尚未解决的问题,特别是关于心脏组织力学的问题.
• 为突出平衡模型复杂性与临床翻译的生理学真实性的重要性.

主要方法:

• 关于计算心脏建模技术的最新文献的综述.
• 分析模型构建中的关键考虑因素:解剖结构重建,中介结构表示,材料行为,几何和边界条件,多物理合和数值方法.
• 强调心脏组织力学及其相关挑战.

主要成果:

• 最近在计算心脏建模的各个方面取得了进展,从基于图像的解剖学重建到多物理合.
• 在准确地描述心肌中心结构和物质行为方面,仍然存在重大挑战.
• 数值方法和边界条件的选择对模型忠实性和计算成本产生了重大影响.

结论:

• 澄清哪些复杂的特征对生理学准确性至关重要,以及那些可以简化的特征至关重要.
• 减少不必要的复杂性将促进患者特定计算心脏模型的临床翻译.
• 需要进一步的研究,以优化忠实性和复杂性之间的平衡,以便有效的临床应用.