基于流固耦合模拟的多发脑动脉瘤受试者生物力学参数比较评估
医学物理
2022-12-26 v2 计算工程、金融与科学
摘要
脑动脉瘤的进展是驱动动脉瘤生长和破裂的生物力学与临床风险因素复杂相互作用的结果。多发性动脉瘤受试者是一类特殊病例，其中临床风险因素预计对每个动脉瘤的影响相同，从而能够分离出生物力学因素对动脉瘤生长的作用。为此，我们在同一受试者的稳定与生长动脉瘤的基于图像的模型中，使用心血管模拟平台 SimVascular 进行了动脉瘤生物力学的比较性计算流固耦合分析。我们观察到，与稳定动脉瘤相比，生长动脉瘤中暴露于低剪切力的区域以及中位收缩期动脉壁位移峰值分别高出 2 倍及以上和 1.5 倍。此外，我们定义了一种新指标——振荡应力指数（OStI），用于指示动脉壁应力振荡的位置。我们观察到生长动脉瘤的特征是同时存在低壁面剪切和高 OStI 的区域，我们推测这些区域与胶原降解和重塑区域相关。此类区域在稳定动脉瘤中要么不存在，要么低于表面积的 5%。我们的结果为未来在更大受试者队列中的研究奠定了基础，以评估这些生物力学参数在脑动脉瘤生长中的统计显著性。
引用
@article{arxiv.2211.07651,
title = {Comparative Assessment of Biomechanical Parameters in Subjects With Multiple Cerebral Aneurysms Using Fluid--Structure Interaction Simulations},
author = {Tanmay C. Shidhore and Aaron A. Cohen-Gadol and Vitaliy L. Rayz and Ivan C. Christov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.07651},
year = {2022}
}
备注
21 pages (8 figures) + 6 pages of supplementary appendices (4 figures); v2: fix typos