一个基于MRI的综合性血液流动在符合性大动脉的计算模型,使用辐射基函数插值

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 心血管成像 - 心血管成像
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 胸前动脉动脉瘤 (TAA) 进展和破裂的理解很少.
• 对大动脉血流的详细研究对于TAA的发病过程至关重要.
• 基于磁共振成像 (MRI) 的计算流体动力学 (CFD) 可以提供详细的大动脉血流信息.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的计算方法来模拟TAA中的大动脉壁运动.
• 为了比较静态 (刚性墙) 与动态 (移动墙) 模拟中的血液流动力学.
• 评估这种方法对于理解TAA发展的有用性.

主要方法:

• 开发了一种射线基函数 (RBF) 插值方法,用于从4D流MRI获得动态的大动脉壁运动.
• 对健康对照组和TAA患者进行静态和动态CFD模拟.
• 在入口处使用重建的4D流MRI速度配置文件,并自动记录.

主要成果:

• 基于RBF的变形方法准确地复制了4D流MRI中的大动脉几何形状.
• 大动脉壁运动在上升的大动脉中最明显,与血液流动变化相关.
• 在静态和动态模拟之间观察到墙壁剪切应力和振荡式剪切指数的显著差异.

结论:

• 基于RBF的变形方法在基于MRI的CFD中捕捉大动脉动力学是准确和有效的.
• 这种方法被推用于未来使用广泛人口数据集的TAA研究.
• 通过这种仿真技术,可以更好地了解TAA的发病和生长.