基于快速虚拟部署和离散元件方法的血管内流动干扰装置治疗脑动脉瘤的实时手术规划

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 动脉动脉瘤带来了重大的临床挑战,需要精确的手术规划.
• 血管内流动干扰 (IFD) 装置提供了一个有前途的治疗方式.
• 当前的规划方法可能缺乏实时计算效率和详细的血液动力学分析.

研究的目的:

• 引入一个创新的实时手术规划平台,用于IFD器件治疗动脉动脉瘤.
• 集成快速虚拟部署 (FVD) 算法与离散元件方法-计算流体动力学 (DEM-CFD) 进行增强的规划.
• 通过提高计算效率和分析精度来评估术后血动力学疗效.

主要方法:

• 开发了一个快速虚拟部署 (FVD) 算法,具有自适应墙粘附和曲率控制.
• 将FVD与离散元件方法 (DEM) 集成用于计算流体动力学 (CFD) 分析.
• 使用理想化和患者特定模型,实验室测试,有限元素方法 (FEM) 分析和血管图数据进行验证.

主要成果:

• FVD算法在几秒钟内实现了虚拟部署,最大限度地降低了计算开销.
• DEM-CFD模型准确地预测了治疗后的血液动力学变化和闭塞有效性.
• 该平台与实验室测试,FEM和血管学数据密切一致.

结论:

• 开发的平台为动脉动脉瘤管理中的实时手术规划提供了一个可行的框架.
• 它显著提高了计算效率和分析精度之间的平衡.
• 这一创新对优化临床干预和患者治疗结果具有重大影响.