通过使用磁共振成像来估计健康和动脉瘤上升大动脉的非线性异构性质

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
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 上升性大动脉动脉瘤往往没有症状,但存在危及生命的破裂风险.
• 准确估计破裂风险需要了解大动脉的机械特性.
• 特定于患者的有限元模型是破裂风险评估的宝贵工具.

研究的目的:

• 从MRI数据开发和验证一种方法来估计主动脉组织的非线性异构性机械性质.
• 将零压力几何,心脏运动和外部支等因素纳入模型.
• 为了比较同质和异质材料模型,并与患者特定数据进行验证.

主要方法:

• 利用有限元模型与模拟的噪音临床数据来表示患者的几何和组织特性.
• 开发了一种考虑非线性组织特性,零压力几何,心脏运动和外部组织支持的方法.
• 将该方法应用于体内MRI数据,并将结果与患者组织样本的体外双轴测试进行比较.

主要成果:

• 成功地恢复了健康和动脉瘤大动脉组织模型的非线性异型物质特性.
• 在外科手术前的体内MRI数据上证明了该方法的有效性,并通过体外测试验证.
• 确定了主要菌株作为一个比位移场更有效的优化变量,以实现现实的物质性质恢复.

结论:

• 拟议的方法表明,从MRI中准确估计患者特有的大动脉机械性质是有前途的.
• 这种方法可以显著改善预测上升大动脉动脉瘤破裂风险的预测.
• 进一步完善优化变量是提高计算生物力学模型准确性的关键.