使用流固耦合方法评估经导管人工心脏瓣膜的血栓形成风险

像 TAVR 这样的人工心脏瓣膜介入治疗在过去十年中激增，但相关的长期、危及生命的血栓事件并发症持续损害患者预后。因此，改进 TAVR 设备的血栓形成风险分析至关重要。体外血栓形成研究通常难以进行。然而，修订后的 ISO 测试标准包括用于心血管植入物血栓形成风险评估的计算测试。我们提出了一种用于评估人工心脏瓣膜血栓形成风险的流固耦合（FSI）方法。通过 Ansys LS-DYNA 软件的非压缩计算流体动力学多物理场求解器实现了 FSI 框架。通过将 29-mm CoreValve 设备的台架测试导出的流量和文献中商业 TAVR 瓣膜的口面积与计算机模拟结果进行比较，验证了用于流动分析的数值建模方法。通过计算在流场中播种的虚拟血小板上的应力累积（SA）来分析血栓形成风险，使用 Ansys EnSight。随后，集成的 FSI-血栓形成方法被用于通过两种方法检查 TAVR 设备的血流动力学和血栓形成风险：1) 工程优化和 2) 临床评估。我们的方法可用于从初始设计阶段到临床改善人工瓣膜的抗血栓性。它允许对设备进行无与伦比的优化，揭示可用于减轻血栓形成风险的关键 TAVR 瓣叶设计参数，以及用于评估设备性能的患者特异性建模。这项工作展示了 TAVR 设备高级计算机模拟分析的实用性，可用于其他血液再循环设备的血栓形成风险评估。