右心室流出道材料性质对模拟经济型人工心脏瓣膜置入的影响
医学物理
2026-01-12 v1
摘要
有限元 (FE) 模拟仿真经济型人工心脏瓣膜 (TPV) 系统在患者特异性右心室流出道 (RVOT) 中的部署, 假设 RVOT 及相邻组织的材料性质. 部署对 RVOT 材料性质变化的灵敏度尚未为人所知. 此外, 经济型人工心脏瓣膜置入期间的跨环瓶颈刚度与位置的效应尚未被探索. 对 RVOT 材料性质进行灵敏度分析, 以 HGO 材料模型为例, 使用 FEBioUncertainSCI. 进一步分析跨环瓶 during TPV 置入, 考虑两种瓶颈位置和四种瓶颈刚度. 结果的可视化与量化通过在 SlicerHeart 和 FEBio 中实现的自定义指标完成. 灵敏度分析揭示, 基质的剪切模量 (c)、纤维模量 (k1) 和纤维平均取向角 (gamma) 对 95 百分位应力影响最大, 而仅 c 对 95 百分位拉格朗日应变影响最大. 一阶灵敏度指数对总灵敏度指数的贡献最大. 使用跨环瓶进行的仿真显示, 峰值应力和应变取决于瓶颈位置. 随着瓶颈刚度的增加, 在瓶颈与 RVOT 之间接口处观察到的应力增大, 而瓶颈自身的应力增加, 应变减小. 所有模拟的瓶颈情况下的 TPV 设备所包含的总体积保持不变. 本研究表明, 尽管组织材料性质和瓶颈位置的不确定性可能影响功能结果, 但有限元仿真为评估这些结果提供了可靠框架.
引用
@article{arxiv.2601.05410,
title = {Effect of Right Ventricular Outflow Tract Material Properties on Simulated Transcatheter Pulmonary Placement},
author = {Jalaj Maheshwari and Wensi Wu and Christopher N. Zelonis and Steve A. Maas and Kyle Sunderland and Yuval Barak-Corren and Stephen Ching and Patricia Sabin and Andras Lasso and Matthew J. Gillespie and Jeffrey A. Weiss and Matthew A. Jolley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05410},
year = {2026}
}
备注
22 pages, 5 figures, 3 tables, Preprint submitted to Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials