SEGMENTED MEDICAL IMAGES BASED SIMULATIONS OF CARDIAC ELECTRICAL ACTIVITY AND ELECTROCARDIOGRAM: A MODEL COMPARISON.
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. — The purposes of this work is to compare the action potential and electrocardiogram computed with the monodomain and bidomain models, using a patient-based two-dimensional geometry of the heart-torso. The pipeline from CT scans to image segmentation with an in-house level set method, then to mesh generation is detailed in the article. Our segmentation technique is based on a new iterative Chan-Vese method. The bidomain model and its approximation called the “adapted ” monodomain model are next introduced. The numerical methods used to solve these two models are briefly presented. Using both uni- and two-dimensional test cases, we next assess the mesh size required to control the error on the conduction velocities, a main source of error in cardiac action potential computations. We show with quantitative estimates that a main parameter controlling the mesh size is the cell membrane surface-to-volume ratio, noted χ. Realistic χ of about 1500 − 2000 cm−1 for human hearts still require major computational resources. We then compare our numerical solutions and the electrocardiogram recovered with both models on our heart-torso geometry. Activation sites are chosen so that the depolarisation isochrons closely match experimental results in human hearts for healthy cardiac propagation. Both models give similar solutions whereas the bidomain model is about 20-50 times more CPU intensive than the adapted monodomain model. The main computational effort goes in the computation of the extra-cellular and extra-cardiac potentials in the heart-torso. We show that the equations for these potentials must be solved with sufficient accuracy, otherwise compromising the quality of the computed electrocardiograms. Key words and phrases. — Electro-cardiology, bidomain and monodomain models, image segmentation, ECG simulation, reaction diffusion equations, numerical
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».