【直播】基于计算流体力学的虚拟人体呼吸系统的重建及应用

报告题目：

基于计算流体力学的虚拟人体呼吸系统的重建及应用

报告时间：

2023年2月14日 (周二) 10：00

报告嘉宾：

冯宇 美国俄克拉荷马州立大学

主办单位：

浙江大学航空航天学院

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报告摘要

肺部慢性疾病及肺癌严重威胁人类健康。提高早期疾病诊断准确率以及肺部精确给药效率一直以来是提高人类肺部健康水平的重点关注方向。但由于缺乏对可吸入颗粒与患者肺内的空气动力学以及颗粒与肺内环境相互作用的认识，如何实现肺部靶向给药，避免对正常细胞的伤害仍是有待解决的问题，严重制约着肺吸类药物研发进程。基于计算流体力学(CFD)建立的虚拟肺部模型对研究肺部病变，肺吸颗粒的肺部流体动力学行为，及对探明肺部力学、流变特性与病理状态的内在联系均有重要的潜在意义。此次报告将重点介绍通过实验测量、数学力学分析及计算模拟等三种手段的有机结合，建立基于计算流体力学的虚拟人体呼吸系统， 并对利用该虚拟系统实现的医疗应用进行简要介绍。本次报告将提及的应用包括: (1) 基于CFD与CNN的肺深部阻塞早期诊断方法探询，(2) CFD-DEM模型对干粉吸入装置生物等效性及有效性的定量分析，（3）靶向投递可吸入化疗颗粒治疗肺癌的可行性探索， (4) 多组分电子烟气溶胶在肺部的沉积与吸收预测， （5） 携带病毒液滴在空气中传播预测与控制技术研发。

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报告人介绍

冯宇博士，现任美国俄克拉荷马州立大学化工系副教授，俄克拉荷马肺部传染病研究中心研究员，建立生物流固力学计算实验室(www.cbbl-okstate.com)。冯宇博士2007年本科毕业于浙江大学航空航天学院工程力学系，于2013年在北卡罗来纳州立大学机械与航空航天系获得工程学博士学位，曾任美国国防部生物科技高性能计算研究所研究员。冯宇博士团队基于欧拉-拉格朗日模型, 离散元方法, 和机器学习进行呼吸系统虚拟模型建立，并应用于: (1) 可吸入性有毒颗粒物在室内外环境及人体呼吸道内部传输与沉积; (2) 肺部给药的靶向控制与模拟; (3) 新型肺部疾病诊断方法研发; (4) 干粉吸入装置生物等效性评价及装置给药效率的多尺度数值计算等。冯宇博士现任美国气溶胶科学学会Developing Committee成员, Journal of Aerosol Science编委。自2016年以来，冯宇博士作为主要负责人承担多个来自美国国立卫生研究院, 美国国家职业安全卫生研究所, 美国疾控中心, 美国国家自然科学基金, 以及美国俄克拉荷马科技中心的科研项目，同时完成横向课题多项。冯宇博士发表SCI收载文章40余篇 （SCI引用2200余次），获2022年Journal of Aerosol Science Excellence in Research (JASER) Award。冯宇博士现担任美国国家自然科学基金和捷克自然科学基金项目评审专家，美国国立卫生研究院项目评审专家，美国国防部项目评审专家, 及美国国家航空航天局评审专家。

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编辑：王亚琨

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