An Integrated Heart Model for the simulation of the cardiac function

Informazioni relative al progetto

iHEART

ID dell’accordo di sovvenzione: 740132

DOI

10.3030/740132

Progetto chiuso

Data della firma CE 17 Maggio 2017

Data di avvio 1 Dicembre 2017

Data di completamento 31 Maggio 2023

Finanziato da

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Costo totale

€ 2 351 544,00

Contributo UE

€ 2 351 544,00

Coordinato da

POLITECNICO DI MILANO
Italy

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Pubblicazioni

Peer reviewed articles (48)

A Multiscale Poromechanics Model Integrating Myocardial Perfusion and the Epicardial Coronary Vessels

Autori: Nicolás Alejandro Barnafi Wittwer; Simone Di Gregorio; Luca Dede'; Paolo Zunino; Christian Vergara; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: SIAM Journal on Applied Mathematics, Numero Vol. 82, Iss. 4 (2022), 2022, ISSN 0036-1399
Editore: Society for Industrial and Applied Mathematics
DOI: 10.1137/21m1424482

Iterative splitting schemes for a soft material poromechanics model

Autori: Jakub Wiktor Both; Nicolas A. Barnafi; Nicolas A. Barnafi; Florin Adrian Radu; Paolo Zunino; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero 1, 2022, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2021.114183

An oscillation-free fully staggered algorithm for velocity-dependent active models of cardiac mechanics

Autori: F. Regazzoni, A. Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero Volume 373, 1 January 2021, 113506, 2021, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2020.113506

Integration of activation maps of epicardial veins in computational cardiac electrophysiology

Autori: Simone Stella; Christian Vergara; Massimiliano Maines; Domenico Catanzariti; Pasquale Claudio Africa; Cristina Dematte; Maurizio Centonze; Fabio Nobile; Maurizio Del Greco; Alfio Quarteroni; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computers in Biology and Medicine, Numero Volume 127, December 2020, 104047, 2020, ISSN 0010-4825
Editore: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.compbiomed.2020.104047

3D–0D closed-loop model for the simulation of cardiac biventricular electromechanics

Autori: Roberto Piersanti; Francesco Regazzoni; Matteo Salvador; Antonio F. Corno; Luca Dede’; Christian Vergara; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2022, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2022.114607

A physics-informed multi-fidelity approach for the estimation of differential equations parameters in low-data or large-noise regimes

Autori: Regazzoni, Francesco; Pagani, Stefano; Cosenza, Alessandro; Lombardi, Alessandro; Quarteroni, Alfio
Pubblicato in: Rendiconti Lincei. Matematica e Applicazioni, Numero Atti Accad. Naz. Lincei Cl. Sci. Fis. Mat. Natur. 32 (2021), no. 3, 2021, Pagina/e 437–470, ISSN 1120-6330
Editore: Accademia Nazionale dei Lincei
DOI: 10.4171/rlm/943

Electromechanical modeling of human ventricles with ischemic cardiomyopathy: numerical simulations in sinus rhythm and under arrhythmia

Autori: Matteo Salvador; Marco Fedele; Pasquale Claudio Africa; Eric Sung; Luca Dedè; Adityo Prakosa; Jonathan Chrispin; Natalia A. Trayanova; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computers in Biology and Medicine, Numero 4, 2021, ISSN 0010-4825
Editore: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.compbiomed.2021.104674

Computational electrophysiology of the coronary sinus branches based on electro-anatomical mapping for the prediction of the latest activated region

Autori: Vergara C., Stella S., Maines M., Africa P.C., Catanzariti D., Dematte' C., Centonze M., Nobile F., Quarteroni A., Del Greco M.,
Pubblicato in: Medical & Biological Engineering & Computing, Numero 60, 2022, Pagina/e 2307-2319, ISSN 0140-0118
Editore: Institute of Electrical Engineers
DOI: 10.1007/s11517-022-02610-3

Mathematical analysis and numerical approximation of a general linearized poro-hyperelastic model

Autori: Nicolás Barnafi, Paolo Zunino, Luca Dedè, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computers & Mathematics with Applications, 2020, Pagina/e 1-27, ISSN 0898-1221
Editore: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.camwa.2020.07.025

Projection-based reduced order models for parameterized nonlinear time-dependent problems arising in cardiac mechanics

Autori: Cicci, Ludovica; Fresca, Stefania; Pagani, Stefano; Manzoni, Andrea; Quarteroni, Alfio
Pubblicato in: Mathematics in Engineering, Numero 2023, Volume 5, Numero 2, 2023, Pagina/e 1-38, ISSN 2640-3501
Editore: AIMS press
DOI: 10.3934/mine.2023026

Image-Based Computational Hemodynamics Analysis of Systolic Obstruction in Hypertrophic Cardiomyopathy

Autori: Ivan Fumagalli; Piermario Vitullo; Christian Vergara; Marco Fedele; Antonio F. Corno; Sonia Ippolito; Roberto Scrofani; Alfio Quarteroni; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Frontiers in Physiology, 2022, ISSN 1664-042X
Editore: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fphys.2021.787082

Data integration for the numerical simulation of cardiac electrophysiology.

Autori: Stefano Pagani; Luca Dedè; Andrea Manzoni; Alfio Quarteroni; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Pacing and Clinical Electrophysiology, Numero 5, 2021, ISSN 0147-8389
Editore: Blackwell Publishing Inc.
DOI: 10.1111/pace.14198

A comprehensive and biophysically detailed computational model of the whole human heart electromechanics

Autori: Fedele, Marco; Piersanti, Roberto; Regazzoni, Francesco; Salvador, Matteo; Africa, Pasquale; Bucelli, Michele; Zingaro, Alberto; Dede', Luca; Quarteroni, Alfio
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero Volume 410, 15 May 2023, 2023, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2023.115983

Hemodynamics of the heart's left atrium based on a Variational Multiscale-LES numerical method

Autori: Alberto Zingaro; Luca Dede'; F. Menghini; Alfio Quarteroni; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: European Journal of Mechanics - B/Fluids, Numero Volume 89, September–October 2021, 2021, Pagina/e 380-400, ISSN 0997-7546
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.euromechflu.2021.06.014

A Computational Study of the Electrophysiological Substrate in Patients Suffering From Atrial Fibrillation

Autori: Pagani, S.; Dede', L.; Frontera, A.; Salvador, M.; Limite, L. R.; Manzoni, A.; Lipartiti, F.; Tsitsinakis, G.; Hadjis, A.; Della Bella, P.; Quarteroni, A.
Pubblicato in: Frontiers in Physiology, Numero vol. 10, 2021, ISSN 1664-042X
Editore: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fphys.2021.673612

Active Force Generation in Cardiac Muscle Cells: Mathematical Modeling and Numerical Simulation of the Actin-Myosin Interaction

Autori: Francesco Regazzoni, Luca Dedè, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Vietnam Journal of Mathematics, 2020, ISSN 2305-221X
Editore: Springer Science + Business Media
DOI: 10.1007/s10013-020-00433-z

POD-Enhanced Deep Learning-Based Reduced Order Models for the Real-Time Simulation of Cardiac Electrophysiology in the Left Atrium.

Autori: Stefania Fresca; Andrea Manzoni; Luca Dedè; Alfio Quarteroni; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Frontiers in Physiology, Numero 6, 2021, ISSN 1664-042X
Editore: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fphys.2021.679076

Multipatch Isogeometric Analysis for electrophysiology: Simulation in a human heart

Autori: Michele Bucelli, Matteo Salvador, Luca Dedè, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero Volume 376, 1 April 2021, 2021, Pagina/e 113666, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2021.113666

Polygonal surface processing and mesh generation tools for the numerical simulation of the cardiac function

Autori: Marco Fedele, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, 2021, ISSN 2040-7947
Editore: John Wiley & Sons Ltd
DOI: 10.1002/cnm.3435

Enabling forward uncertainty quantification and sensitivity analysis in cardiac electrophysiology by reduced order modeling and machine learning.

Autori: Stefano Pagani; Andrea Manzoni
Pubblicato in: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, 2021, ISSN 2040-7947
Editore: John Wiley & Sons Ltd
DOI: 10.1002/cnm.3450

Deep learning-based reduced order models in cardiac electrophysiology

Autori: Fresca, S.; Manzoni, A.; Dedè, L.; Quarteroni, A.
Pubblicato in: PLOS One, Numero 15, 10, 2020, ISSN 1932-6203
Editore: Public Library of Science
DOI: 10.1371/journal.pone.0239416

A computational model applied to myocardial perfusion in the human heart: From large coronaries to microvasculature

Autori: Di Gregorio Simone, Fedele Marco, Pontone Gianluca, Corno,Antonio, Zunino Paolo, Vergara Christian, Quarteroni Alfio
Pubblicato in: JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, Numero 424, 2021, Pagina/e 109836-109859, ISSN 0021-9991
Editore: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jcp.2020.109836

PDE-Aware Deep Learning for Inverse Problems in Cardiac Electrophysiology

Autori: Riccardo Tenderini; Stefano Pagani; Alfio Quarteroni; Simone Deparis
Pubblicato in: SIAM Journal on Scientific Computing, Numero Vol. 44, Iss. 3 (2022), 2022, ISSN 1064-8275
Editore: Society for Industrial and Applied Mathematics
DOI: 10.1137/21m1438529

Fluid-structure interaction analysis of transcatheter aortic valve implantation

Autori: Fumagalli, Ivan; Polidori, Rebecca; Renzi, Francesca; Fusini, Laura; Quarteroni, Alfio; Pontone, Gianluca; Vergara, Christian
Pubblicato in: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, Numero e3704, 2023, ISSN 2040-7947
Editore: Wiley
DOI: 10.1002/cnm.3704

An image-based computational hemodynamics study of the Systolic Anterior Motion of the mitral valve

Autori: Ivan Fumagalli, Marco Fedele, Christian Vergara, Luca Dedè, Sonia Ippolito, Francesca Nicolò, Carlo Antona, Roberto Scrofani, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computers in Biology and Medicine, Numero Volume 123, August 2020, 103922, 2020, ISSN 0010-4825
Editore: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.compbiomed.2020.103922

lifex: A flexible, high performance library for the numerical solution of complex finite element problems

Autori: Pasquale Claudio Africa
Pubblicato in: SoftwareX, Numero vol. 23 (2023), 2023, ISSN 2352-7110
Editore: Elsevier
DOI: 10.1016/j.softx.2022.101252

A machine learning method for real-time numerical simulations of cardiac electromechanics

Autori: F. Regazzoni; M. Salvador; L. Dede’; A. Quarteroni
Pubblicato in: COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, 2022, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2022.114825

The role of mechano-electric feedbacks and hemodynamic coupling in scar-related ventricular tachycardia

Autori: Matteo Salvador; Francesco Regazzoni; Stefano Pagani; Luca Dede'; Natalia Trayanova; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computers in Biology and Medicine, Numero 6, 2022, ISSN 0010-4825
Editore: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.compbiomed.2021.105203

Partitioned and monolithic algorithms for the numerical solution of cardiac fluid-structure interaction

Autori: Michele Bucelli, Luca Dede', Alfio Quarteroni, Christian Vergara
Pubblicato in: Communications in Computational Physics, Numero 32 (2022), 2022, Pagina/e 1217-1256, ISSN 1815-2406
Editore: Global Science Press
DOI: 10.4208/cicp.oa-2021-0243

lifex-fiber: an open tool for myofibers generation in cardiac computational models

Autori: Pasquale Claudio Africa, Roberto Piersanti, Marco Fedele, Luca Dede’ , Alfio Quarteroni
Pubblicato in: BMC Bioinformatics, Numero 24 (1):143, 2023, ISSN 1471-2105
Editore: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12859-023-05260-w

A mathematical model that integrates cardiac electrophysiology, mechanics and fluid dynamics: application to the human left heart

Autori: Michele Bucelli; Alberto Zingaro; Pasquale Claudio Africa; Ivan Fumagalli; Luca Dede'; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, Numero 1, 2023, Pagina/e Volume39, Numero3, March 2023, e3678, ISSN 2040-7947
Editore: Wiley
DOI: 10.1002/cnm.3678

The Impact of Left Atrium Appendage Morphology on Stroke Risk Assessment in Atrial Fibrillation: A Computational Fluid Dynamics Study

Autori: Alessandro Masci, Lorenzo Barone, Luca Dedè, Marco Fedele, Corrado Tomasi, Alfio Quarteroni, Cristiana Corsi
Pubblicato in: Frontiers in Physiology, Numero 9, 2019, ISSN 1664-042X
Editore: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fphys.2018.01938

Isogeometric Analysis of the electrophysiology in the human heart: Numerical simulation of the bidomain equations on the atria

Autori: Luca Pegolotti, Luca Dedè, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero 343, 2019, Pagina/e 52-73, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2018.08.032

A transmurally heterogeneous orthotropic activation model for ventricular contraction and its numerical validation

Autori: Luca Barbarotta, Simone Rossi, Luca Dedè, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, Numero 34/12, 2018, Pagina/e e3137, ISSN 2040-7939
Editore: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/cnm.3137

A monolithic algorithm for the simulation of cardiac electromechanics in the human left ventricle

Autori: Antonello Gerbi, Luca Dede’, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Mathematics in Engineering, Numero 1/1, 2018, Pagina/e 1-37, ISSN 2640-3501
Editore: AIMS Press
DOI: 10.3934/mine.2018.1.1

Numerical approximation of parametrized problems in cardiac electrophysiology by a local reduced basis method

Autori: Stefano Pagani, Andrea Manzoni, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero 340, 2018, Pagina/e 530-558, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2018.06.003

Biophysically detailed mathematical models of multiscale cardiac active mechanics

Autori: Francesco Regazzoni, Luca Dedè, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: PLOS Computational Biology, Numero 16/10, 2020, Pagina/e e1008294, ISSN 1553-734X
Editore: Public Library of Science
DOI: 10.1371/journal.pcbi.1008294

Computational fluid dynamics of blood flow in an idealized left human heart

Autori: Luca Dedè, Filippo Menghini, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, 2019, ISSN 2040-7939
Editore: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/cnm.3287

An intergrid transfer operator using radial basis functions with application to cardiac electromechanics

Autori: Matteo Salvador, Luca Dede', Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computational Mechanics, Numero Volume 66, Numero 1, July 2020, 2020, ISSN 0178-7675
Editore: Springer Verlag

Machine learning of multiscale active force generation models for the efficient simulation of cardiac electromechanics

Autori: F. Regazzoni, L. Dedè, A. Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero 370, 2020, Pagina/e 113268, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2020.113268

Mathematical and numerical models for the cardiac electromechanical function

Autori: Luca Dedè; Alfio Quarteroni; Francesco Regazzoni
Pubblicato in: Atti Accademia Nazionale dei Lincei, Numero Classe Scienze Fisiche Matematiche Naturali 32 (2021), no. 2, 2021, Pagina/e 233-272, ISSN 1120-6330
Editore: Accademia Nazionale dei Lincei
DOI: 10.4171/rlm/935

Modeling the cardiac electromechanical function: A mathematical journey

Autori: Alfio Quarteroni; Luca Dedè; Francesco Regazzoni
Pubblicato in: Bulletin of the American Mathematical Society, Numero 59 (2022), 2022, Pagina/e 371-403, ISSN 0273-0979
Editore: American Mathematical Society
DOI: 10.1090/bull/1738

A stable loosely-coupled scheme for cardiac electro-fluid-structure interaction

Autori: Michele Bucelli , Martin Geraint Gabriel , Alfio Quarteroni , Giacomo Gigante , Christian Vergara
Pubblicato in: Journal of Computational Physics, Numero Volume 490, 1 October 2023, 112326, 2023, ISSN 0021-9991
Editore: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jcp.2023.112326

Deep-HyROMnet: A Deep Learning-Based Operator Approximation for Hyper-Reduction of Nonlinear Parametrized PDEs

Autori: Cicci, Ludovica; Fresca, Stefania; Manzoni, Andrea
Pubblicato in: Journal of Scientific Computing, Numero 93, Article number: 57 (2022), 2022, ISSN 0885-7474
Editore: Kluwer Academic/Plenum Publishers
DOI: 10.1007/s10915-022-02001-8

Efficient and certified solution of parametrized one-way coupled problems through DEIM-based data projection across non-conforming interfaces

Autori: Elena Zappon, Andrea Manzoni, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Advances in Computational Mathematics, Numero 49, 21, 2023, ISSN 1019-7168
Editore: Kluwer Academic Publishers
DOI: 10.48550/arxiv.2203.09226

A cardiac electromechanical model coupled with a lumped-parameter model for closed-loop blood circulation

Autori: F. Regazzoni; M. Salvador; P.C. Africa; M. Fedele; L. Dedè; A. Quarteroni
Pubblicato in: Journal of Computational Physics, Numero 4, 2022, ISSN 0021-9991
Editore: Academic Press
DOI: 10.1016/j.jcp.2022.111083

Modeling cardiac muscle fibers in ventricular and atrial electrophysiology simulations

Autori: Roberto Piersanti, Pasquale C. Africa, Marco Fedele, Christian Vergara, Luca Dedè, Antonio F. Corno, Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Numero 373, 2021, Pagina/e 113468, ISSN 0045-7825
Editore: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.cma.2020.113468

A geometric multiscale model for the numerical simulation of blood flow in the human left heart

Autori: Alberto Zingaro; Ivan Fumagalli; Luca Dede; Marco Fedele; Pasquale C. Africa; Antonio F. Corno; Alfio Quarteroni
Pubblicato in: Discrete and Continuous Dynamical Systems - Series S, Numero 5, 2022, ISSN 1937-1632
Editore: American Institute of Mathematical Sciences
DOI: 10.3934/dcdss.2022052

Book chapters (1)

Segregated algorithms for the numerical simulation of cardiac electromechanics in the left human ventricle

Autori: L. Dede', A. Gerbi, A. Quarteroni
Pubblicato in: The Mathematics of Mechanobiology, 2020, Pagina/e 81--116, ISBN 978-3-030-45196-7
Editore: Springer Verlag
DOI: 10.1007/978-3-030-45197-4_3