数值方法在2014年生物力学建模和应用程序

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数值方法在生物力学建模和应用程序继续在生物医学研究和应用程序中扮演越来越重要的角色。这个特殊的问题,非常成功的一个2013年后,提供了一个快照的新兴生物医学应用和研究。这个特殊问题的主要焦点是在数值方法和生物医学应用程序之间的接口尤其是心血管动力学和人体生物力学问题。这个特殊问题的目的是汇集专家在计算生物医学工程相关领域如多尺度流建模(3 d, 1 d和0 d模型),血液流动传播,边界条件,流固耦合,在生物力学反问题,高性能计算的物理模型离散化方案,心血管生物力学,和多孔介质。然后,这些论文总结了如下的细节。

m . Klous等人的作品试图比较踝关节和膝关节负荷之间的转向腿雕刻滑雪和滑雪板。作者显示更高的部队沿着纵轴的滑雪和滑板滑雪和类似的力量前后和中间外侧的方向。这项研究可以帮助临床医生提高了解部队分布在踝关节和膝关节做这些运动。

x刘等人现在的软组织的变形和触觉反馈在虚拟手术基于肝脏模型通过力反馈设备。本文介绍了一种无网模拟软组织变形和力计算方法基于粘弹性力学模型和平滑粒子流体动力学(SPH)。结果表明SPH方法适用于模拟软组织变形和力反馈计算,并根据动态SPH本地交互区域显著更高的计算效率与通常的主任。

a Belwadi和k·h·杨告诉一个有趣的论文如何occupant-seating位置,保险杠高度,和影响的主要方向的力起到至关重要的作用在一代的应变和压力在主动脉和潜在损伤机制负责外伤性主动脉破裂在汽车撞车事故。在他们的研究中,16计算机实验设计进行了不同程度的主方向的力,影响速度,高度,影响和影响高速车辆的位置加上occupant-seating位置在车辆来确定这些因素对主动脉损伤的影响。仿真结果表明,在模拟近侧左外侧崩溃,峰值平均最大主应变主要发生在主动脉的地峡。他们的设计的计算机实验使用有限元车辆模型已经确定负责主动脉损伤的关键因素。

n Mijailovic等人结合生物力学模型中不同传感器测量来确定膝盖软骨变形比和膝盖软骨应力分布来预测何时有必要执行手术病人。模型包括地面反作用力的影响,接触力在股骨和胫骨之间,病人体重,韧带和肌肉的力量。尽管引入一种新方法和演示的一些初步结果,他们提出的方法显示了巨大的潜力患者术前和术后手术规划和治疗膝盖受伤。

m . Jahangiri等人的论文比较不同的湍流模型在一个狭窄的动脉考虑弹性墙。结果与层流假设和严格的动脉壁和湍流的影响血液流动的速度概要文件。

f . Schellenberg等人提出一个审查现有的计算技术来决定下肢肌肉力量在力量练习在活的有机体内并讨论他们的潜力吸收到运动训练和康复。回顾介绍了不同的计算技术,并概述了其优缺点的通知由非专家使用。有足够的验证和广泛应用,肌肉力计算在力量练习在活的有机体内将提供基于生物力学上的证据,临床医生和治疗师评估和提高20培训指南。

r . Rockenfeller等人比较两个模型提出的哺乳动物横纹肌激活动力学Hatze扎亚茨和执行调查的影响模型参数的灵敏度分析在数学方程的解决方案。作者还使用了一个全球敏感性分析方法因素有限范围的参数值。作者证明了全局灵敏度分析的结果必须谨慎对待,因为整个动力系统的浓缩于一个整体平均函数参数范围。

美国Khalafvand等人研究的工作在正常左心室血流特征。作者显示产生的漩涡(生成和增长)及其相关流加速和减速时二尖瓣打开和关闭。这个工作可以帮助心脏病专家了解心中产生旋涡运动,从而导致对心脏疾病的发病机制的理解。

由Þ工作的目的。电站等人描述了一个新颖的初步方法进行全髋关节置换手术之前评估病人的第一步创建一个特定的,那些将要动手术申请确定最佳的修复过程。十个病人使用有限元分析和研究了骨矿物质密度估计髋关节手术前的状态;后,骨折风险指数被定义并与患者的年龄、性别和平均近端骨矿物质密度。本研究的结果显示高度的可变性之间根据植入手术患者分组,与年龄和性别的贫困指标确定全髋关节置换手术。他们的研究结果可以作为基础开发临床数据库相关骨密度和骨折风险指数全髋关节置换术患者的结果。

g . Saborit和a .赌场提出一个数学模型来预测最优梯度最小能量消耗。模型关注的是机械能的变化在梯度散步。作者表明,动能的边际作用在低速度梯度散步。因此,最优负梯度依赖于个人的步长。

在这个特殊的问题,我们已经提供了最新进展的例子在生物医学计算和数学方法,对学生的好处,研究人员、卫生保健专业人员和教师。

承认

我们感谢这10个论文的作者的贡献这个特殊的问题。

爱德华多都将处在监管之下
埃迪y . k . Ng
中华太阳
Spandan Maiti

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