Geri Dön

Computational modeling of cardiac dysfunctions

Kalp hastalıklarının hesaplamalı olarak modellenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 368728
  2. Yazar: EZGİ BERBEROĞLU YILMAZ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Bağlaşık Kalp Elektromekaniği, Kalp Hastalıkları, Basınç- Hacim Eğrileri, Sonlu Elemanlar Yöntem, Coupled Cardiac Electromechanics, Cardiac Diseases, Pressure-Volume Curves, Finite Element Method
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Kardiyovasküler sistemin hesaplamalı nicel modellenmesinde; bilgisayar tekno- lojisi ve matematiksel modellemedeki gelişmelerle birlikte, önemli yol katedil- miştir. Kalp modelleri; sağlıklı ve patolojik durumlarda, başlıca elektromekanik, biyofiziksel ve biyokimyasal süreçlerin anlaşılmasında önemli rol oynamaktadır. Kalp modellerinin gerçek fizyolojik davranışı yakalayabilmesi, eşyönsüz kalp do- kusunun doğrusal olmayan, bağlaşık elektromekanik etkiyi dikkate alan sağlam bünye denklemlerine dayanmasına bağlıdır. Ayrıca, verimli, sağlam ve kararlı al- goritmaların da bu modellere tamamlayıcı olarak eşlik etmeleri gerekmektedir. Bu amaç ışığında; eldeki tez çalışmasında, kalpteki işlevsel bozuklukların ben- zetimi için kalbin tamamen bağlaşık elektromekaniksel davranışının modellen- mesinde mikro-yapıya dayanan tamamen kapalı adımlı sonlu elemanlar yöntemi önerilmektedir. Bu çalışmada, kalbin bağlaşık elektromekaniksel modellenmesi, doğrusal momentumun korunumu ve elektriksel uyarılma denklemleri ile oluştu- rulmuştur. İlgili denklemler tamamen sonlu elemanlar esaslı kapalı adımlı algo- ritmalar kullanılarak monolitik olarak çözülmüştür. Literatürden farklı olarak, elektromekanik bağlaşıklığın modellenmesinde, şekil değiştirme gradyanı aktif ve pasif bileşenlerine çarpımsal olarak ayrılmış ve serbest enerji fonksiyonu toplam- sal olarak parçalanmıştır. Böylece, aktif-gerilme ve aktif birim şekil değiştirmeye dayanan yaklaşımların avantajları tek bir modelde birleştirilmiştir. Sol karıncığın basınç oluşumu Windkessel benzeri bir modelle hesaplanmıştır. Önerilen model, miyokard enfarktüsü, dış merkezli ve eş merkezli hipertrofi (aşırı büyüme) has- talıklarının araştırılması için kullanılmıştır. Hesaplamalı benzetim sonuçlarının ilgili hastalıklar için gözlemlenmiş klinik bulgularla uyuştuğu gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

Computational modeling of the cardiovascular system has improved remarkably with the advances in the computer technology and mathematical modeling. The cardiac models can play a crucial role in understanding the major electromechan- ical, biophysical, and biochemical processes for the both healthy and pathological cases. The capability of heart models to capture the real physiological behavior depends on physiologically sound constitutive models accounting for the intrin- sically non-linear, electromechanically coupled response of anisotropic cardiac tissue. It is also necessary to incorporate the efficient, robust, and stable numer- ical algorithms into these models. To this end, we propose a micro-structurally based, unified implicit finite element approach to the fully coupled problem of cardiac electromechanics incorporating cardiac dysfunctions. In this thesis, we formulate the coupled problem of cardiac electromechanics through the conser- vation of linear momentum and the excitation equation in the Eulerian setting. These equations are solved monolithically through an entirely finite element- based implicit algorithm. Different from the existing literature, the deformation gradient is multiplicatively decomposed into active and passive parts in addition to the additive split of the free energy function to model the electromechanical coupling. This framework allows us to combine the advantages of the active- stress and the active-strain approaches. The left ventricular pressure evolution is modeled by incorporating a Windkessel-like model. The proposed model is then employed to investigate different pathological cases that cover myocardial infarction, eccentric and concentric hypertrophy. The computational results are shown to be in agreement with the clinical symptoms observed in the associated dysfunction.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    485207

    In silico design of hERG non-blocker compounds with retained pharmacological activity using multi-scale molecular modeling applications

    hERG bloker olmayan farmakolojik aktivitesi korunmuş bileşiklerin çok boyutlu moleküler modelleme uygulamaları ile in siliko tasarımı

    GÜLRU KAYIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURCAN TÜZÜN

    DOÇ. DR. SERDAR DURDAĞI

  2. Tez No

    434275

    Application of computational fluid dynamics to investigate hemodynamics of two types of cardiovascular diseases: Cerebral aneurysm and failure of fontan circulation

    Hesaplamalı akışkanlar dinamiğinin kardiyovasküler hastalıkların hemodinamik incelemesinde uygulanması: Serebral anevrizma ve fontan dolaşımında bozukluk

    GÖKÇE NUR OĞUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyomühendislikKoç Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KEREM PEKKAN

  3. Tez No

    558374

    Simulation software for a human ventricular myocyte model

    İnsan kalp karıncık hücresi modeline yönelik simülasyon yazılımı

    ÖMER OYLAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    BiyofizikBoğaziçi Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZGÜR KOCATÜRK

  4. Tez No

    615187

    Modeling electrical activity of the left ventricle and computational analysis of ion channels

    Sol ventrikülün elektriksel aktivitesinin modellenmesi ve iyon kanallarının hesaplamalı analizi

    AHMET KÜRŞAD SIRCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAntalya Bilim Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SEVGİ ŞENGÜL AYAN

  5. Tez No

    841136

    A deep learning-based hybrid computational approach to cardiac electrophysiology

    Kalp elektrofizyolojisine derin öğrenme tabanlı hibrid bir hesaplamalı yaklaşım

    ALİ FATİH KULOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERDAR GÖKTEPE

Geri Dön