用流体结构相互作用方法评估跨导管假体心脏的血栓发生风险评估
Kyle Baylous1, Brandon Kovarovic1, Salwa Anam1
1Department of Biomedical Engineering, Stony Brook University, Stony Brook, NY, USA 11794.
ArXiv
|July 1, 2024
概括
一种新的流体结构相互作用 (FSI) 方法评估了跨导管大动脉置换 (TAVR) 装置中的血栓风险. 这种计算方法优化了门设计,并评估了患者特定的风险,改善了长期的结果.
科学领域:
- 心血管工程 心血管工程
- 生物医学流体动力学
- 计算力学 计算力学 计算力学
背景情况:
- 过导管大动脉置换 (TAVR) 程序增加了,但长期的血栓事件仍然是一个显著的并发症.
- 对TAVR设备进行准确的血栓形成风险分析对于改善患者的治疗结果至关重要.
- 传统的体外血栓生成性研究具有挑战性;修订后的ISO标准现在包含计算测试.
研究的目的:
- 提出和验证流体结构相互作用 (FSI) 方法来评估假体心脏门的血栓发生风险.
- 用这种FSI方法来优化TAVR设备的工程优化以及对患者特定风险的临床评估.
主要方法:
- 实现了一个使用Ansys LS-DYNA用于不可压缩的计算流体动力学的FSI框架.
- 通过将in silico流量和孔面积与基准测试和文献数据进行比较,验证了数值模型.
- 通过使用Ansys EnSight计算模拟流场内的虚拟血小板上的应力积累 (SA) 来分析血栓发生风险.
主要成果:
- 在模型准确地预测了商业TAVR的有效孔面积和流量.
- 在FSI方法中,不同TAVR传单设计的血小板上的压力积累幅度不同.
- 针对患者的模拟表明,在双主动脉解剖学中存在多种类型的血栓发生风险,即使有轻微的准门泄漏.
结论:
- 开发的FSI方法使得从设计阶段到临床应用,可优化假体的血栓阻力.
- 确定了关键的TAVR传单设计参数以减轻血栓形成风险,并证明了患者特定建模的实用性.
- 这种先进的 in silico 分析对于对 TAVR 装置和其他与血液接触的植入物进行血栓形成风险评估是有价值的.
