基于体外磁共振成像与流固耦合模拟评估主动脉夹层中入口与出口破口尺寸的血液动力学效应
流体动力学
2023-03-27 v1 医学物理
摘要
理解主动脉夹层中形态学与血液动力学特征之间的复杂相互作用对于风险分层和个体化治疗的开发至关重要。本研究通过比较流固耦合(FSI)模拟与体外4D-flow磁共振成像(MRI)，评估了入口和出口破口尺寸对B型主动脉夹层血液动力学的影响。将一个基线患者特异性3D打印模型以及两个修改破口尺寸（较小入口破口、较小出口破口）的变体嵌入到流量和压力控制装置中，以进行MRI以及12点导管式压力测量。相同的模型定义了FSI模拟的壁面和流体域，其边界条件与测量数据相匹配。结果显示4D-flow MRI与FSI模拟之间的复杂流动模式匹配极好。与基线模型相比，假腔血流量在较小入口破口（FSI模拟和4D-flow MRI分别降低-17.8%和-18.5%）或较小出口破口（分别降低-16.0%和-17.3%）时均减少。真腔与假腔压力差（FSI模拟和导管式压力测量初始分别为11.0和7.9 mmHg）在较小入口破口时增大（28.9和14.6 mmHg），而在较小出口破口时变为负值（-20.6和-13.2 mmHg）。本工作确立了入口或出口破口尺寸对主动脉夹层血液动力学的定量和定性效应，其中对假腔加压的影响尤为显著。FSI模拟与流动成像在定性和定量上均表现出可接受的一致性，支持其在临床研究中的应用。
引用
@article{arxiv.2303.13639,
title = {Hemodynamic Effects of Entry and Exit Tear Size in Aortic Dissection Evaluated with In Vitro Magnetic Resonance Imaging and Fluid-Structure Interaction Simulation},
author = {Judith Zimmermann and Kathrin Bäumler and Michael Loecher and Tyler E. Cork and Alison L. Marsden and Daniel B. Ennis and Dominik Fleischmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.13639},
year = {2023}
}
备注
Judith Zimmermann and Kathrin B\"aumler contributed equally