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基于流体粒子浓度和Physics-informed Point-Net的冠脉流场速度快速预测方法研究
1
作者
李鲍
刘金城
+3 位作者
孙昊
杨杨
乔爱科
刘有军
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期227-227,共1页
目的传统计算流体动力学(CFD)方法求解流场效率低下。流场的快速求解方法是近年来的热点和前沿问题,尤其对于不同边界条件的流场快速求解,目前尚没有很好的解决方案。依据浓度扩散定理,流体速度与粒子浓度具有密切相关性,依据流场粒子...
目的传统计算流体动力学(CFD)方法求解流场效率低下。流场的快速求解方法是近年来的热点和前沿问题,尤其对于不同边界条件的流场快速求解,目前尚没有很好的解决方案。依据浓度扩散定理,流体速度与粒子浓度具有密切相关性,依据流场粒子的浓度有望准确反衍求解流场速度。方法本研究临床收集了205例冠心病患者的冠状动脉CTA图像,重建其3D血管几何模型;分别在流场中设置血液和造影剂两种流体材料,模拟造影剂在血液中的流动,提供粒子浓度信息;为不同模型施加11种不同的入口流速和生理压力边界条件,共进行了2255例CFD仿真,作为深度学习模型训练和测试样本;设计了双路径的Physics-informed Point-Net(PIPN)卷积神经网络。网络的双路径分别输入冠脉模型3D点云和流场内造影剂粒子浓度3D点云,并在网络中编码浓度扩散定理,利用造影剂浓度和流体速度的关系加速驱动神经网络计算收敛,实现不同边界条件下流场速度的精准预测。结果结果显示,造影剂浓度和流体速度呈现非常好的相关性(r=0.94,P<0.001)。相比于CFD计算结果,利用PIPN对255例测试集的流场速度预测结果误差小于5%,并且计算时间小于10 s/例。结论本研究提出的PIPN模型可实现不同边界条件的流场速度快速求解,对于CFD走向临床和实际工程应用具有重要的技术价值。
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关键词
冠状动脉CTA
密切相关性
冠心病患者
粒子浓度
卷积神经网络
造影剂
流体速度
CFD仿真
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职称材料
猫免疫缺陷病毒的病毒载体研究进展
2
作者
艾有为
王亚君
+1 位作者
潘美乔
马建章
《中国兽医杂志》
CAS
北大核心
2017年第1期65-67,共3页
Niels Pedersen等人于1987年在家猫体内发现了猫免疫缺陷病毒,并证实该病毒是猫艾滋病（AIDS）的病原。该病毒在形态学、Mg^2＋依赖的逆转录酶活性、在猫体内的持续感染性以及基因组结构等方面的特点,都与慢病毒极其相似,因此将之分为...
Niels Pedersen等人于1987年在家猫体内发现了猫免疫缺陷病毒,并证实该病毒是猫艾滋病（AIDS）的病原。该病毒在形态学、Mg^2＋依赖的逆转录酶活性、在猫体内的持续感染性以及基因组结构等方面的特点,都与慢病毒极其相似,因此将之分为慢病毒的一员。
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关键词
免疫缺陷病毒
病毒载体
免疫缺陷综合征
逆转录酶活性
基因组结构
病毒基因
细胞转染
机会感染
反转录
密切相关性
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职称材料
题名
基于流体粒子浓度和Physics-informed Point-Net的冠脉流场速度快速预测方法研究
1
作者
李鲍
刘金城
孙昊
杨杨
乔爱科
刘有军
机构
北京工业大学化学与生命科学学院
出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期227-227,共1页
基金
国家重点研发计划项目,2021YFA1000201
国家自然科学基金项目,12202022,32271361,12102014
北京市自然科学基金项目,4242032
文摘
目的传统计算流体动力学(CFD)方法求解流场效率低下。流场的快速求解方法是近年来的热点和前沿问题,尤其对于不同边界条件的流场快速求解,目前尚没有很好的解决方案。依据浓度扩散定理,流体速度与粒子浓度具有密切相关性,依据流场粒子的浓度有望准确反衍求解流场速度。方法本研究临床收集了205例冠心病患者的冠状动脉CTA图像,重建其3D血管几何模型;分别在流场中设置血液和造影剂两种流体材料,模拟造影剂在血液中的流动,提供粒子浓度信息;为不同模型施加11种不同的入口流速和生理压力边界条件,共进行了2255例CFD仿真,作为深度学习模型训练和测试样本;设计了双路径的Physics-informed Point-Net(PIPN)卷积神经网络。网络的双路径分别输入冠脉模型3D点云和流场内造影剂粒子浓度3D点云,并在网络中编码浓度扩散定理,利用造影剂浓度和流体速度的关系加速驱动神经网络计算收敛,实现不同边界条件下流场速度的精准预测。结果结果显示,造影剂浓度和流体速度呈现非常好的相关性(r=0.94,P<0.001)。相比于CFD计算结果,利用PIPN对255例测试集的流场速度预测结果误差小于5%,并且计算时间小于10 s/例。结论本研究提出的PIPN模型可实现不同边界条件的流场速度快速求解,对于CFD走向临床和实际工程应用具有重要的技术价值。
关键词
冠状动脉CTA
密切相关性
冠心病患者
粒子浓度
卷积神经网络
造影剂
流体速度
CFD仿真
分类号
R318.01 [医药卫生—生物医学工程]
R541.4 [医药卫生—心血管疾病]
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职称材料
题名
猫免疫缺陷病毒的病毒载体研究进展
2
作者
艾有为
王亚君
潘美乔
马建章
机构
东北林业大学野生动物资源学院
出处
《中国兽医杂志》
CAS
北大核心
2017年第1期65-67,共3页
基金
国家自然科学基金(313172209
L1322010)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(DLBCA05)
文摘
Niels Pedersen等人于1987年在家猫体内发现了猫免疫缺陷病毒,并证实该病毒是猫艾滋病（AIDS）的病原。该病毒在形态学、Mg^2＋依赖的逆转录酶活性、在猫体内的持续感染性以及基因组结构等方面的特点,都与慢病毒极其相似,因此将之分为慢病毒的一员。
关键词
免疫缺陷病毒
病毒载体
免疫缺陷综合征
逆转录酶活性
基因组结构
病毒基因
细胞转染
机会感染
反转录
密切相关性
分类号
Q782 [生物学—分子生物学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于流体粒子浓度和Physics-informed Point-Net的冠脉流场速度快速预测方法研究
李鲍
刘金城
孙昊
杨杨
乔爱科
刘有军
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
猫免疫缺陷病毒的病毒载体研究进展
艾有为
王亚君
潘美乔
马建章
《中国兽医杂志》
CAS
北大核心
2017
0
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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