脑动脉瘤线圈放置的综合数值方法：数学建模与计算机模拟闭塞分类
计算工程、金融与科学
2024-02-06 v1
摘要
血管内线圈栓塞术是治疗脑动脉瘤的主要技术之一。虽然这是一种成熟且微创的方法，但它存在线圈放置次优的风险，可能导致动脉瘤闭塞不完全，从而引起复发。线圈的一个关键特征是其具有印制的自然形状，以支持在动脉瘤内的固定。对于空间离散化，我们的数学线圈模型基于离散弹性杆模型，从而得到一个降维的一维微分方程组。我们包含了弯曲和扭转响应以考虑线圈的自然曲率。线圈段与动脉瘤壁之间的碰撞通过一种高效的接触算法处理，该算法依赖于基于八叉树的碰撞检测。模型的数值解通过辛半隐式 Euler 时间步进法获得。我们的模型可以轻松地纳入栓塞动脉瘤的血流模拟中。为了区分最优和次优放置，我们采用了合适的计算机模拟 Raymond-Roy 型闭塞分类，并测量动脉瘤颈部、壁区和核心的局部填充密度。我们研究了线圈参数和栓塞过程中的不确定性影响。为此，我们改变微导管的位置和插入角度，并通过评估样本统计量来近似局部填充密度分布。
引用
@article{arxiv.2402.02798,
title = {A Comprehensive Numerical Approach to Coil Placement in Cerebral Aneurysms: Mathematical Modeling and In Silico Occlusion Classification},
author = {Fabian Holzberger and Markus Muhr and Barbara Wohlmuth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.02798},
year = {2024}
}