用于模拟天体内主动脉瓣置换的集成开源框架

背景——主动脉瓣不足是Tetralogy of Fallot（ToF）经皮质补片修复的结果，导致晚期并发症和死亡率。经导管主动脉瓣置换（TPVR）越来越常见，但评估患者适应性和选择最佳器件仍然具有挑战性。我们展示了一个集成的开源工作流程，用于模拟TPVR在图像导出模型中的置换，以为器件选择提供信息。方法——实现了基于机器学习的CT扫描分割，以定义右心室流出道（RVOT）。在SlicerHeart中实现了器件定位和预压缩的定制工作流程。将导出的几何模型导出到FEBio进行仿真。使用在SlicerHeart和FEBio中实现的定制指标进行结果可视化和量化。结果——RVOT模型创建和器件放置可在1分钟内完成。使用FE仿真的虚拟器件放置视觉上模拟了实际器件放置，并允许对血管应变、应力和接触面进行量化。在RVOT壁上与TPV接触的近端和远端区域观察到更高的应变和应力。未观察到其他一致的仿真趋势。RVOT、支架和RVOT中位置之间的力学指标的可变性表明，没有单个器件在所有解剖结构中都表现最佳，从而强化了基于仿真的患者特定评估的必要性。结论——本研究表明了一种新型开源工作流程的可行性，用于快速模拟TPVR，进一步完善后可能为评估患者适应性和最佳器件选择提供指导。