Finite element based solution of laplace's equation applied to electrical activity of the human body

Other Title(s)

العنصر المحدد لحل معادلة لابلاس مطبقة على النشاط الكهربائي للجسم الإنساني

Author

al-Isa, Zaynab Tawfiq Baqir

Source

al-Khwarizmi Engineering Journal

Issue

Vol. 6, Issue 4 (31 Dec. 2010)15 p.

Publisher

University of Baghdad al-Khwarizmi College of Engineering

Publication Date

2010-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Medicine
Information Technology and Computer Science

Topics

Abstract AR

نماذج الحاسبات تستخدم لدراسة التخطيط الكهربائي لعمل القلب للتزويد برؤية إلى الظواهر الفسلجية التي صعبة القياس في المختبر أو في بيئة سريريه.

التخطيط الكهربائي لعمل القلب أداة مهمة للطبيب في انها تتغير على نحو مميز في عدد من الشروط الباثولوجية .العديد من الأمراض ممكن أن تكتشف بهذا المقياس.

بمحاكاة النشاط الكهربائي للقلب يحصل على علاقة بين التخطيط الكهربائي و أشياء غير رسوبية مختلفة بسبب التركيب الغير متجانس الليفي للقلب والجسم الهندسي الغير منتظم, طريقة العنصر المحدد استخدمت لدراسة الخواص الكهربائية للقلب.

يصف ھذا العمل بناء طريقة التدرج التكافؤية لحل مجموعة المعادلات الخطية الكبيرة الناتجة من طريقة العنصر المحددان طريقة الشرط الأولى لجا كوبي القطري (PCG) استخدمت لتسريع الاقتراب.

طريقة الحذف الكاوسي أيضا بينت و قورنت معها و مع الطريقة التكرارية لقد تم استخدام أنواع مختلفة من طرق خزن المصفوفات مثل طريقة الصف المتفرق المضغوط للحصول على أفضل أداء بغرض التحقق من دقة الحسابات لتحليل العنصر تقني تبني لحل معادلة لاباس التي تصف النشاط الكهربائي لقلب الإنسان ضمن شروط (العالمان) درشلت و نيومان لشبكة إلى بني باستخدام لغة برمجة C++.

في البداية برنامج العنصر العنصر المحدد الكامل بني لحل معادلة لاباس.

نفس الدقة حصل عليها من هذه الطرق.

طريقة الشرط الأولى لجا كوبي القطري PCG هي الأفضل في النظام الخطي الكبير من طريقة الحذف الكاوسي و طريقة الحذف الكاوسي أفضل من الطريقة التكرارية.

Abstract EN

Computer models are used in the study of electrocardiography to provide insight into physiological phenomena that are difficult to measure in the lab or in a clinical environment.

The electrocardiogram is an important tool for the clinician in that it changes characteristically in a number of pathological conditions.

Many illnesses can be detected by this measurement.

By simulating the electrical activity of the heart one obtains a quantitative relationship between the electrocardiogram and different anomalies.

Because of the inhomogeneous fibrous structure of the heart and the irregular geometries of the body, finite element method is used for studying the electrical properties of the heart.

This work describes the implementation of the Conjugate Gradient iterative method for the solution of large linear equation systems resulting from the finite element method.

A diagonal Jacobi preconditioned is used in order to accelerate the convergence.

Gaussian elimination is also implemented and compared with the Precondition Conjugate Gradient (PCG) method and with the iterative method.

Different types of matrix storage schemes are implemented such as the Compressed Sparse Row (CSR) to achieve better performance.

In order to demonstrate the validity of the finite element analysis, the technique is adopted to solve Laplace's equation that describes the electrical activity of the human body with Dirichlet and Neumann boundary conditions.

An automatic mesh generator is built using C++ programming language.

Initially a complete finite element program is built to solve Laplace's equation.

The same accuracy is obtained using these methods.

The results show that the CSR format reduces computation time compared to the order format.

The PCG method is better for the solution of large linear system (sparse matrices) than the Gaussian Elimination and back substitution method, while Gaussian elimination is better than iterative method.

American Psychological Association (APA)

al-Isa, Zaynab Tawfiq Baqir. 2010. Finite element based solution of laplace's equation applied to electrical activity of the human body. al-Khwarizmi Engineering Journal،Vol. 6, no. 4.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-325130

Modern Language Association (MLA)

al-Isa, Zaynab Tawfiq Baqir. Finite element based solution of laplace's equation applied to electrical activity of the human body. al-Khwarizmi Engineering Journal Vol. 6, no. 4 (2010).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-325130

American Medical Association (AMA)

al-Isa, Zaynab Tawfiq Baqir. Finite element based solution of laplace's equation applied to electrical activity of the human body. al-Khwarizmi Engineering Journal. 2010. Vol. 6, no. 4.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-325130

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references

Record ID

BIM-325130