Modeling Left Ventricular Blood Flow Using Smoothed Particle Hydrodynamics.
Modeling Left Ventricular Blood Flow Using Smoothed Particle Hydrodynamics.
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DOI：
10.1007/s13239-017-0324-z
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发表时间：
2017-12
影响因子：
1.8
通讯作者：
Sun W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Caballero A;Mao W;Liang L;Oshinski J;Primiano C;McKay R;Kodali S;Sun W
本研究旨在研究平滑粒子流体动力学 (SPH)（一种完全拉格朗日无网格方法）模拟两个真实左心室 (LV) 模型中的整体血流动力学的能力。从心脏磁共振成像和多层计算机断层扫描成像数据中提取左心室、近端左心房和主动脉根部的三维几何形状和运动。针对临床上通常测量的大尺度血流现象，对SPH模拟结果与传统的基于有限体积的数值方法获得的结果以及体内相衬磁共振成像和超声心动图数据进行分析和比较。考虑到建模和成像技术固有的不确定性和局限性，计算机模型和体内数据之间的速度场和全局流动参数的定量比较显示出合理的一致性。结果表明 SPH 作为预测临床相关大规模左室血流信息的有前途的工具的能力。
This study aims to investigate the capability of smoothed particle hydrodynamics (SPH), a fully Lagrangian mesh-free method, to simulate the bulk blood flow dynamics in two realistic left ventricular (LV) models. Three dimensional geometries and motion of the LV, proximal left atrium and aortic root are extracted from cardiac magnetic resonance imaging and multi-slice computed tomography imaging data. SPH simulation results are analyzed and compared with those obtained using a traditional finite volume-based numerical method, and to in vivo phase contrast magnetic resonance imaging and echocardiography data, in terms of the large-scale blood flow phenomena usually clinically measured. A quantitative comparison of the velocity fields and global flow parameters between the in silico models and the in vivo data shows a reasonable agreement, given the inherent uncertainties and limitations in the modeling and imaging techniques. The results indicate the capability of SPH as a promising tool for predicting clinically relevant large-scale LV flow information.
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