Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Geometry Optimization of Idealized Total Cavopulmonary Connection Using a CFD-Based Framework

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21340%2F25%3A00386245" target="_blank" >RIV/68407700:21340/25:00386245 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-031-94562-5_36" target="_blank" >https://doi.org/10.1007/978-3-031-94562-5_36</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-94562-5_36" target="_blank" >10.1007/978-3-031-94562-5_36</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Geometry Optimization of Idealized Total Cavopulmonary Connection Using a CFD-Based Framework

  • Popis výsledku v původním jazyce

    A computational fluid dynamics-based framework for optimizing 3D geometry in an idealized total cavopulmonary connection (TCPC) is presented. The TCPC is a surgical procedure designed to treat congenital heart defects involving a single functional ventricle. The presented custom optimization framework integrates Python-based geometry generation, lattice Boltzmann method (LBM) simulations, and gradient-free optimization algorithms, including Nelder-Mead and the Mesh Adaptive Direct Search methods. The three optimization steps generation of parameterized 3D geometry, simulation of incompressible Newtonian fluid flow with a rigid wall, and evaluation of objective functions - are executed automatically. The massively parallel implementation of LBM on GPUs allows the use of a spatial resolution suitable for optimizing the flow metrics sensitive to the actual resolution, such as the turbulent kinetic energy or near-wall shear rate. A simplified, parameterized model of the TCPC geometry was used to test the framework, demonstrating its feasibility and effectiveness. While this study focuses on idealized geometries with simplified assumptions, the results provide a foundation for extending the framework to patient-specific data and more complex physiological scenarios. This work represents a step in applying computational optimization to cardiovascular surgery, with the potential to improve clinical outcomes and patient-specific treatment planning.

  • Název v anglickém jazyce

    Geometry Optimization of Idealized Total Cavopulmonary Connection Using a CFD-Based Framework

  • Popis výsledku anglicky

    A computational fluid dynamics-based framework for optimizing 3D geometry in an idealized total cavopulmonary connection (TCPC) is presented. The TCPC is a surgical procedure designed to treat congenital heart defects involving a single functional ventricle. The presented custom optimization framework integrates Python-based geometry generation, lattice Boltzmann method (LBM) simulations, and gradient-free optimization algorithms, including Nelder-Mead and the Mesh Adaptive Direct Search methods. The three optimization steps generation of parameterized 3D geometry, simulation of incompressible Newtonian fluid flow with a rigid wall, and evaluation of objective functions - are executed automatically. The massively parallel implementation of LBM on GPUs allows the use of a spatial resolution suitable for optimizing the flow metrics sensitive to the actual resolution, such as the turbulent kinetic energy or near-wall shear rate. A simplified, parameterized model of the TCPC geometry was used to test the framework, demonstrating its feasibility and effectiveness. While this study focuses on idealized geometries with simplified assumptions, the results provide a foundation for extending the framework to patient-specific data and more complex physiological scenarios. This work represents a step in applying computational optimization to cardiovascular surgery, with the potential to improve clinical outcomes and patient-specific treatment planning.

Klasifikace

  • Druh

    D - Stať ve sborníku

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10102 - Applied mathematics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/LUAUS25049" target="_blank" >LUAUS25049: Translace matematického modelování a optimalizačních technik do kardiovaskulární medicíny</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název statě ve sborníku

    Functional Imaging and Modeling of the Heart

  • ISBN

    978-3-031-94558-8

  • ISSN

    0302-9743

  • e-ISSN

    1611-3349

  • Počet stran výsledku

    10

  • Strana od-do

    397-406

  • Název nakladatele

    Springer Nature Publishing AG

  • Místo vydání

    Cham

  • Místo konání akce

    Dallas

  • Datum konání akce

    1. 6. 2025

  • Typ akce podle státní příslušnosti

    WRD - Celosvětová akce

  • Kód UT WoS článku

    001527426700036