Modelling of fibre dispersion and its effects on cardiac mechanics from diastole to systole
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Detailed fibre architecture plays a crucial role in myocardial mechanics both passively and actively. Strong interest has been attracted over decades in mathematical modelling of fibrous tissue (arterial wall, myocardium, etc.) by taking into account realistic fibre structures, i.e. from perfectly aligned one family of fibres, to two families of fibres, and to dispersed fibres described by probability distribution functions. It is widely accepted that the fibres, i.e. collage, cannot bear the load when compressed, thus it is necessary to exclude compressed fibres when computing the stress in fibrous tissue. In this study, we have focused on mathematical modelling of fibre dispersion in myocardial mechanics, and studied how different fibre dispersions affect cardiac pump function. The fibre dispersion in myocardium is characterized by a non-rotationally symmetric distribution using a $$\pi $$ π -periodic Von Mises distribution based on recent experimental studies. In order to exclude compressed fibres for passive response, we adopted the discrete fibre dispersion model for approximating a continuous fibre distribution with finite fibre bundles, and then the general structural tensor was employed for describing dispersed active tension. We first studied the numerical accuracy of the integration of fibre contributions using the discrete fibre dispersion approach, then compared different mechanical responses in a uniaxially stretched myocardial sample with varied fibre dispersions. We finally studied the cardiac pump functions from diastole to systole in two heart models, a rabbit bi-ventricle model and a human left ventricle model. Our results show that the discrete fibre model is preferred for excluding compressed fibres because of its high computational efficiency. Both the diastolic filling and the systolic contraction will be affected by dispersed fibres depending on the in-plane and out-of-plane dispersion degrees, especially in systolic contraction. The in-plane dispersion seems affecting myocardial mechanics more than the out-of-plane dispersion. Despite different effects in the rabbit and human models caused by the fibre dispersion, large differences in pump function exist when fibres are highly dispersed at in-plane and out-of-plane. Our results highlight the necessity of using dispersed fibre models when modelling myocardial mechanics, especially when fibres are largely dispersed under pathological conditions, such as fibrosis.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».