https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15993
File | Description | Size | Format | |
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rafaelmoreiraguedes.pdf | 1.85 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Estimação de parâmetros e análise de sensibilidade de modelos constitutivos do tecido cardíaco usando emuladores baseados em expansão em caos polinomial |
Author: | Guedes, Rafael Moreira |
First Advisor: | Rocha, Bernardo Martins |
Co-Advisor: | Santos, Rodrigo Weber dos |
Co-Advisor: | Barra, Luis Paulo da Silva |
Referee Member: | Bastos, Flávia de Souza |
Referee Member: | Xavier, Carolina Ribeiro |
Resumo: | Doenças cardíacas são uma grande causa de mortes nos seres humanos até os dias de hoje, por isso se vê a necessidade de continuar aprofundando cada vez mais nesse campo de estudo. Estudos computacionais da atividade eletromecânica cardíaca têm se tornado uma ferramenta de grande valor na ciência e medicina moderna. Essas simulações são baseadas em modelos matemáticos que descrevem o complexo funcionamento multi-escala e multi-física do coração. Esses modelos possuem diversos parâmetros que devem ser estimados para que as simulações computacionais apresentem uma resposta coerente com dados experimentais e o fenômeno em questão. No presente trabalho, será abordado o enchimento do ventrículo esquerdo. A proposta é utilizar emuladores baseados na expansão em caos polinomial para obter os parâmetros constitutivos do modelo cardíaco de Holzapfel-Ogden. Para chegar nisso será feita uma análise de sensibilidade e quantificação de incertezas dos parâmetros encontrados, além da comparação dos parâmetros obtidos tanto da forma direta quanto atrav´es do emulador criado. Concluindo que a utilização do emulador é uma excelente alternativa que trás ótimos ganhos em relação ao tempo de processamento com uma boa precisão. |
Abstract: | Cardiovascular diseases remain a major cause of death in humans today, highlighting the need for further exploration in this field of study. Computational studies of cardiac electromechanical activity have become a valuable tool in modern science and medicine. These simulations are based on mathematical models that describe the complex multi-scale and multi-physics functioning of the heart. These models involve numerous parameters that need to be estimated in order for the computational simulations to yield coherent results consistent with experimental data and the phenomenon under investigation. In this study, we will focus on left ventricular filling. The proposed approach involves using chaos polynomial expansion-based emulators to obtain the constitutive parameters of the Holzapfel-Ogden cardiac model. Sensitivity analysis and uncertainty quantification of the obtained parameters will be performed, along with a comparison between the parameters obtained directly and through the created emulator. The results demonstrate that the use of the emulator is an excellent alternative, providing significant gains in processing time with good accuracy. |
Keywords: | Mecaânica cardíaca Análise de sensibilidade Propagação de incerteza Emulador Caos polinomial Estimação de parâmetros Cardiac mechanics Sensitivity analysis Uncertainty propagation Parameter estimation Emulator Polynomial chaos expansion |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | ICE – Instituto de Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional |
Access Type: | Acesso Aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15993 |
Issue Date: | 2-Aug-2023 |
Appears in Collections: | Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações) |
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