Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Development of a pipeline for patientspecific finite element modelling of the left ventricle of the human heart
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Mathematics (Dept.), Numerical Analysis, NA.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utveckling av ett arbetsflöde för patientspecifik finit element modellering av vänster kammare på mänskligt hjärta (Swedish)
Abstract [en]

In order to perform simulations of the human heart using a heart finite element solver developed at the Computational Technology Laboratory at KTH with a data set provided by Philips consisting of surface meshes of a whole heart, the surface mesh has to be converted to a volume mesh. The conversion is manual and time consuming. Therefore the purpose of this thesis is to develop algorithms and software tools for automatic generation of a finite element model in the form of a volume mesh of the left ventricle of a human heart based on the available Philips data set. The developed model can be used for the simulation of blood flow by solving the Navier–Stokes equations. The method used for generating the model is based on deformation of an a priori finite element volume mesh to fit the extracted inner wall surface mesh of the left ventricle, from the aforementioned data set. The deformation is done by solving a nonlinear partial differential equation (PDE) using the finite element method.

The method starts with the characterization of an external field that describes the distance from the target surface mesh, and then uses this external field as a component of the total force responsible for deforming the object. The method is validated in three space dimension by deforming a sphere into an ellipsoid. For this test case, two implementations of the PDE were tested and evaluated.

The method was then applied to the above mentioned Philips data set. The report summarizes the findings and proposes improvements for the future work

Abstract [sv]

För att utföra simuleringar av ett mänskligt hjärta med hjälp av ett finita elements hjärtlösare på Computational Technology Laboratory på KTH, med data från Philips innehållande ytnät från ett helt hjärta, krävs att ytnätet omvandlas till ett volymnät. Omvandlingen görs för hand och tar mycket tid. Syftet med den här uppsatsen ¨ar därför att utveckla algoritmer och mjukvaruverktyg för automatisk generering av finita elementmodellen i form av ett volymnät av ett mänskligt hjärtas vänsterkammare baserat på tillgänglig data från Philips. Den utvecklade metoden kan användas för blodflödessimulering genom att lösa Navier-Stokesekvationerna. Metoden som har använts för att generera modellen baseras på deformering av ett förutbestämd finit elementnät för att passa ytnätet på vänsterkammarens uttagna innervägg från Philips data. Deformeringen görs genom att lösa en ickelinjär partialdifferentialekvation med hjälp av finita element metoden.

Metoden börjar med karaktäriseringen av ett yttre fält som beskriver avståndet från det önskvärda ytnätet och sedan använder detta yttre fält som en del i den totala kraften som ansvarar för objektets deformering. Metoden har verifierats i tre rymddimensioner genom att en sfär deformeras till en ellips. I detta fall testades och utvärderades två implementeringar av partialdifferentialekvation. Sedan applicerades metoden på den tidigare nämnda datan från Philips. Rapporten sammanfattar upptäckterna och föreslår framtida förbättringar.

Place, publisher, year, edition, pages
2014.
Series
TRITA-MAT-E, 2014:67
National Category
Computational Mathematics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-158052OAI: oai:DiVA.org:kth-158052DiVA: diva2:773987
Subject / course
Scientific Computing
Educational program
Master of Science - Scientific Computing
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-02-17 Created: 2014-12-20 Last updated: 2015-02-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2574 kB)143 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2574 kBChecksum SHA-512
96bbd4685d48613cceb5ea552dcdfb34fb33615946602c44a0949ab47d166133b635d0f41b9c9b894e3c8559fe8f0b8f9ac6b5628f560ee3eeb701da7cb8980b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Numerical Analysis, NA
Computational Mathematics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 143 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 187 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf