在伊萨克·阿西莫夫1966年的小说《神奇之旅》中，一艘微型潜艇及其船员在人体循环系统中穿梭，与时间赛跑以拯救患者。虽然这个故事完全是虚构的，但最近在血液动力学领域的研究产生了一种可以虚拟观察整个闭环循环系统的方法。
Faisal Amlani 和 Niema M. Pahlevan 开发了一种血流求解器，该求解器可对主要血管段、器官、心室和心脏瓣膜进行建模。
Pahlevan 表示：“我们的目标是开发强大的计算工具，作为患者的虚拟双胞胎，以补充目前易用且可能无创的测量设备（如可穿戴技术）的发展，为普通人群服务。”
虽然目前3D计算流体动力学已被用于测试和建模医疗设备及治疗干预措施，但这种方法受到边界条件假设的限制，这些假设并不总是符合生理实际情况。为了全面分析血液在闭环系统中的流动，必须评估波的传播和反射。
由于其高精度和效率，研究人员采用了一种基于傅里叶延续的伪谱方法。模型涵盖了400多条血管，包括系统动脉和静脉、肺动脉和静脉以及心室和瓣膜。使用患者的生理条件作为输入，模拟被证明在数千次心跳中快速且准确。
作者Faisal Amlani表示：“该模型足够强大，适用于极端心率、血管状况和心脏状况。它有潜力用于连续心脏监测，以预测诸如心脏病发作和心脏骤停等事件。”
来源： Faisal Amlani 和 Niema M. Pahlevan 撰写的《A high-order space-time fourier continuation approach for one-dimensional hemodynamics and wave propagation in the entire human circulatory system》，发表于《Physics of Fluids》（2025年）。该文章可通过以下链接访问：
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