使用流体结构相互作用方法进行脑动脉栓塞的in silico分析

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算流体动力学的流体动力学.
• 神经学 神经学

背景情况:

• 缺血性中风,特别是栓塞性中风,是全球死亡和残疾的主要原因.
• 中脑动脉 (MCA) 是栓性中风的常见地点.

研究的目的:

• 在MCA的患者特定模型中模拟栓塞运动.
• 调查栓塞特征和血液流动对血液动力学和栓塞行为的影响.
• 为了评估栓塞和动脉壁上的生物力学力量.

主要方法:

• 使用MRA数据开发了MCA的患者特定计算模型.
• 集成的脉动式流动力学和带有不同几何形状,尺寸和材料特性的栓塞.
• 采用流体结构相互作用来模拟可变形栓塞,并分析血液动力学变化.

主要成果:

• 栓塞体几何学显著影响MCA分支中的轨迹,运动和血液动力学.
• 粘性-超弹性栓塞在碰撞时经历了比超弹性栓塞更高的压力.
• 与牛顿模型相比,非牛顿血流模型改变了栓塞压力和轨迹.
• 栓塞的最大·米塞斯应力很低 (21.83 kPa),表明骨折风险很低,但剪切应力可能超过1 kPa,表明可能发生解体.

结论:

• 栓塞体的几何形状和材料特性是MCA栓塞的关键因素.
• 非牛顿血流显著影响栓塞动态.
• 研究结果为改善中风管理和临床决策提供了对栓塞的生物力学参数的见解.