流固耦合:胸主动脉腔内修复术后内移植物生物力学影响的见解
医学物理
2022-01-13 v2
摘要
胸主动脉腔内修复术(TEVAR)已发展为治疗主动脉疾病最有效的方法。本研究旨在评估 TEVAR 术后植入内移植物的生物力学影响。我们提出了一种新颖的基于图像、患者特异性的流固计算框架。血液、内移植物和主动脉壁的几何结构基于临床图像重建。收集患者特异性测量数据以确定三元 Windkessel 模型的参数。我们设计了三种术后场景,分别为刚性壁假设、血液-壁相互作用、血液-内移植物-壁相互作用,其中应用双向流固耦合(FSI)方法预测复合支架-壁的形变。计算结果用多普勒超声数据验证。结果表明,刚性壁假设无法预测血液流出和能量损失(EL)的波形。FSI 方法捕捉到了由四个阶段组成的血流能量完整储存与释放过程。内移植物植入会削弱主动脉的缓冲功能,并使平均 EL 降低 19.1%。壁压与主动脉体积的闭合曲线面积可指示由血流与壁形变相互作用引起的 EL,其占总 EL 的 68.8%。FSI 与内移植物对壁剪应力相关指标的影响均轻微。复合支架-壁区域的可形变性被内移植物显著限制。我们的结果强调了在 TEVAR 后计算研究中考虑血流、植入内移植物与主动脉壁之间相互作用以获得生理准确的血流动力学的重要性,且主动脉壁的形变是血流主要 EL 的原因。
引用
@article{arxiv.2103.02446,
title = {Fluid structure interaction: Insights into biomechanical implications of endograft after thoracic endovascular aortic repair},
author = {Yonghui Qiao and Le Mao and Ying Ding and Ting Zhu and Kun Luo and Jianren Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.02446},
year = {2022}
}
备注
25 pages, 8 figures