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Modeling of cardiac fibers as oriented liquid crystals
Indexado
WoS WOS:001401465000001
Scopus SCOPUS_ID:85214939856
DOI 10.1016/J.CMA.2024.117710
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In this work we propose a mathematical model that describes the orientation of ventricular cardiac fibers. These fibers are commonly computed as the normalized gradient of certain harmonic potentials, so our work consisted in finding the equations that such a vector field satisfies, considering the unitary norm constraint. The resulting equations belong to the Frank- Oseen theory of nematic liquid crystals, which yield a bulk of mathematical properties to the cardiac fibers, such as the characterization of singularities. The numerical methods available in literature are computationally expensive and not sufficiently robust for the complex geometries obtained from the human heart, so we also propose a preconditioned projected gradient descent scheme that circumvents these difficulties in the tested scenarios. The resulting model further confirms recent experimental observations of liquid crystal behavior of soft tissue, and provides an accurate mathematical description of such behavior.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Engineering, Multidisciplinary
Mechanics
Mathematics, Interdisciplinary Applications
Scopus
Computer Science Applications
Mechanics Of Materials
Mechanical Engineering
Physics And Astronomy (All)
Computational Mechanics
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Barnafi, Nicolas A. - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
CNRS - Chile
Centro de Modelamiento Matemático - Chile
2 Osses, Axel - Universidad de Chile - Chile
Centro de Modelamiento Matemático - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico
Centro de Modelamiento Matematico (CMM)
ANID
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
ANID-Fondecyt
ANID Technology Center
Centro de Modelamiento Matemático, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
DO ANID Technology Center

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
NAB was supported by Centro de Modelamiento Matematico (CMM) , Proyecto Basal FB210005, and by ANID, Proyecto 3230326. AO was partially funded by ANID-Fondecyt 1240200, 1231404, CMM FB210005 Basal-ANID, FONDAP/15110009, FONDEF IT23I0095 and DO ANID Technology Center DO210001.
NAB was supported by Centro de Modelamiento Matematico (CMM), Proyecto Basal FB210005, and by ANID, Proyecto 3230326. AO was partially funded by ANID-Fondecyt 1240200, 1231404, CMM FB210005 Basal-ANID, FONDAP/15110009, FONDEF IT23I0095 and DO ANID Technology Center DO210001.

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