基于图像的主动脉根部浸没边界模型
医学物理
2017-05-12 v1 计算工程、金融与科学
计算机视觉与模式识别
摘要
每年全球约进行 300,000 例心脏瓣膜修复或置换手术，仅美国就有约 70,000 例主动脉瓣置换手术。本文描述了在构建解剖和生理逼真的主动脉根部及升主动脉动力学浸没边界（IB）模型方面的进展。该工作建立在早期主动脉根部流固耦合（FSI）的 IB 模型之上，后者曾在多个心动周期中实现逼真血流动力学，但也局限于简化的主动脉几何形状和主动脉瓣叶生物力学的理想化描述。相比之下，本文所述的模型使用从患者特异性计算机断层扫描血管造影（CTA）数据重建的解剖几何，并采用基于纤维增强本构模型（拟合实验拉伸测试数据）的主动脉瓣叶弹性描述。数值测试表明，该模型能在实用网格间距下分辨舒张期和收缩早期的瓣叶生物力学。该模型还用于检查新鲜瓣膜叶与类似生物假体心脏瓣膜中使用的戊二醛固定瓣叶所产生的力学和流体动力学差异。尽管舒张期瓣叶变形存在较大差异，但瓣膜模型开放构型的差异相对较小，且在所有考虑的情形中获得了几乎相同的血流动力学。
引用
@article{arxiv.1705.04279,
title = {Image-based immersed boundary model of the aortic root},
author = {Ali Hasan and Ebrahim M. Kolahdouz and Andinet Enquobahrie and Thomas G. Caranasos and John P. Vavalle and Boyce E. Griffith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.04279},
year = {2017}
}