A method of parameter estimation for cardiovascular hemodynamics based on deep learning and its application to personalize a reduced-order model.

计算机科学 血流动力学 人工智能 算法
作者
Yang Zhou,Yuan He,Wu Jianwei,Chang Cui,Minglong Chen,Beibei Sun
出处
期刊:International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering [Wiley]
被引量:1
标识
DOI:10.1002/cnm.3533
摘要

Precise model personalization is a key step towards the application of cardiovascular physical models. In this manuscript, we propose to use deep learning (DL) to solve the parameter estimation problem in cardiovascular hemodynamics. Based on the convolutional neural network (CNN) and fully connected neural network (FCNN), a multi-input deep neural network (DNN) model is developed to map the nonlinear relationship between measurements and the parameters to be estimated. In this model, two separate network structures are designed to extract the features of two types of measurement data, including pressure waveforms and a vector composed of heart rate (HR) and pulse transit time (PTT), and a shared structure is used to extract their combined dependencies on the parameters. Besides, we try to use the transfer learning (TL) technology to further strengthen the personalized characteristics of a trained-well network. For assessing the proposed method, we conducted the parameter estimation using synthetic data and in vitro data respectively, and in the test with synthetic data, we evaluated the performance of the TL algorithm through two individuals with different characteristics. A series of estimation results show that the estimated parameters are in good agreement with the true values. Furthermore, it is also found that the estimation accuracy can be significantly improved by a multicycle combination strategy. Therefore, we think that the proposed method has the potential to be used for parameter estimation in cardiovascular hemodynamics, which can provide an immediate, accurate, and sustainable personalization process, and deserves more attention in the future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
cy0824完成签到 ,获得积分10
刚刚
脑洞疼应助飞快的蜻蜓采纳,获得10
5秒前
科研通AI2S应助LunaAstoria采纳,获得10
11秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
36秒前
40秒前
JY完成签到 ,获得积分10
42秒前
心无杂念完成签到 ,获得积分10
42秒前
不能吃太饱完成签到,获得积分10
44秒前
45秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
47秒前
墨言无殇完成签到 ,获得积分10
57秒前
合适的寄灵完成签到 ,获得积分10
59秒前
逢场作戱__完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助阿中采纳,获得10
1分钟前
651完成签到 ,获得积分10
1分钟前
蜂蜜柚子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
水星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小静完成签到 ,获得积分10
1分钟前
DY完成签到,获得积分10
1分钟前
田様应助咿呀咿呀采纳,获得10
1分钟前
tmobiusx完成签到,获得积分20
1分钟前
铜豌豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
一轮明月完成签到 ,获得积分10
1分钟前
咿呀咿呀完成签到,获得积分10
1分钟前
咿呀咿呀发布了新的文献求助10
1分钟前
科研通AI2S应助阿中采纳,获得10
1分钟前
2分钟前
学习完成签到 ,获得积分10
2分钟前
含糊的代丝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
无限的妙菡完成签到 ,获得积分10
2分钟前
木南大宝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
vagabond完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小文完成签到 ,获得积分10
2分钟前
shinen完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
大轩完成签到 ,获得积分10
2分钟前
简单的笑蓝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Solution Manual for Strategic Compensation A Human Resource Management Approach 1200
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
Glucuronolactone Market Outlook Report: Industry Size, Competition, Trends and Growth Opportunities by Region, YoY Forecasts from 2024 to 2031 800
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Treatise on Estuarine and Coastal Science (Second Edition) Volume 3: Biogeochemical Cycling 2024 500
Zeitschrift für Orient-Archäologie 500
Smith-Purcell Radiation 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3341900
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2969246
关于积分的说明 8637937
捐赠科研通 2648911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1450469
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 671913
邀请新用户注册赠送积分活动 660986