降低顺序建模用于实时支架变形模拟的跨导管大动脉假肢的减少顺序建模
Imran Shah1,2, Milad Samaee1, Atefeh Razavi1
1Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology & Emory University, 387 Technology Circle, Atlanta, GA, 30313, USA.
Annals of biomedical engineering
|November 14, 2023
概括
本研究介绍了一种快速计算模型,用于跨导管大动脉替换 (TAVR) 的部署. 减少订单建模 (ROM) 框架准确预测支架框架变形,显著减少模拟时间.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算力学 计算力学 计算力学
- 医疗设备模拟 医疗设备模拟
背景情况:
- 透气管大动脉置换 (TAVR) 需要准确的部署预测.
- 由于复杂的多物理和部分微分方程 (PDEs),TAVR的传统有限元素 (FE) 建模是计算密集的.
研究的目的:
- 开发基于PDEs的减少订单建模 (ROM) 框架,用于快速模拟TAVR部署.
- 为了加速对Medtronic Evolut R门支架架的结构变形的预测.
主要方法:
- 实施了正确的直角分解-加勒金 (POD-Galerkin) 方法,使用离散实证插值方法对非线性.
- 在离线阶段从105个FE模拟中生成了一个快照库.
- 对线性弹性和超弹性模型的全订单模型 (FOM) 解决方案进行验证的ROM.
主要成果:
- 在ROM和FOM解决方案之间达成了强有力的协议,用于Evolut stent框架变形.
- 与FOM相比,CPU时间的计算速度至少提高了92%.
- 成功模拟稳定和不稳定的制度,包括超弹性构成模型.
结论:
- 开发的ROM框架可以快速准确地模拟TAVR部署.
- 这代表了对TAVR程序实时预测建模的重要一步.
- 该方法有可能改善在主动脉狭窄治疗中进行手术前规划和设备选择.
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