在使用Shake-the-Box的患者特定合规的大动脉复制品中,大动脉应变,流动模式和壁切削应力
Xiaolin Wu1, Kaspar M B Jansen2, Jos J M Westenberg3
1Department of Chemical Engineering, Faculty of Applied Sciences, Delft University of Technology, Delft, the Netherlands; J. M. Burgerscentrum Research School for Fluid Mechanics, Delft, the Netherlands.
Medical engineering & physics
|February 8, 2025
概括
研究人员制造了一种针对患者的,符合患者要求的甲状腺幻体,它精确地模仿了甲状腺壁的特性,并模拟了血液流动的动态. 这个工具有助于理解血液动力学和验证计算模型.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 流体动力学 流体动力学
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 对大动脉血液动力学进行精确的体外模拟对于研究至关重要.
- 在复制患者特异性大动脉曲率,硬度和合规性方面存在挑战.
- 高保真流量可视化技术对于全面的血液动力学评估至关重要.
研究的目的:
- 为体外血液动力学研究开发一种针对患者的,符合规定的大动脉幻体.
- 为了评估幻影在模仿大动脉伸展性,应变和流动模式方面的准确性.
- 为了比较幻影衍生的血液动力学数据与体内测量.
主要方法:
- 制造一个特定于患者的,符合规定的大动脉幻体,具有扩张的上升大动脉.
- 使用4D粒子跟踪速度计 (Shake-the-Box) 进行脉动式流量测量.
- 评估大动脉张张能力,周长应变,流动模式,壁切应力 (WSS) 和动动能.
- 将峰值速度场和WSS分布与体内MRI数据进行比较.
主要成果:
- 大动脉幻体表现出延展性和周围应变,在年轻患者的生理范围之内.
- 在心脏周期期间发生了显著的大动脉直径变化 (5.4毫米,42%).
- 幻影的流动模式和WSS分布与体内MRI测量结果有很好的一致性.
- 大动脉张张度的测量为9.9 × 10^-3 mmHg^-1.
结论:
- 开发的符合规定的大动脉幻影精确地复制了大动脉壁材料的特性,并模拟了体内血液动力学.
- 显著的光度尺寸变化凸显了在主动脉流模拟中考虑壁变形的重要性.
- 这种幻影作为医学培训,流体结构相互作用模型的验证和补充体内研究的宝贵工具.
