用于调查冠状动脉动脉硬化进展的计算方法:结构FEA,CFD或FSI
Vittorio Lissoni1, Giulia Luraghi1, Marco Stefanati1
1Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering "Giulio Natta", Politecnico di Milano, Computational Biomechanics Laboratory - LaBS, Piazza L. da Vinci 32, Milan 20133, Italy.
计算流体动力学 (CFD) 和结构有限元分析 (FEA) 提供了与更复杂的流体结构相互作用 (FSI) 模拟可比的实用,具有成本效益的动脉样硬化进展估计. 这些方法在临床应用中是可取的.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算科学 计算科学
- 心血管研究研究心血管研究
背景情况:
- 计算模拟越来越多地用于研究冠状动脉动脉样硬化的进展.
- 现实的流体结构相互作用 (FSI) 模拟不太常见,但提供了详细的见解.
- 对比不同的模拟方法对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 通过计算流体动力学 (CFD),结构有限元分析 (FEA) 和FSI模拟估计的斑块进展指数进行比较.
- 评估从这些不同的计算方法中获得的结果的差异.
- 确定最实用和最具成本效益的模拟方法来评估动脉样硬化.
主要方法:
- 在五个患者特定的冠状动脉解剖学上使用LS-Dyna.进行结构FEA,CFD和FSI.
- 计算了零压配置,以考虑船舶的前应力.
- 适用于所有模拟的生理边界条件.
主要成果:
- 结构性FEA和FSI显示了类似的压力分布和船只扩张,在偏远地区存在小差异.
- 弹性冠状动脉壁影响了血液流动,导致更多的扰乱模式.
- 时间平均壁切应力 (TAWSS) 和振荡切指数 (OSI) 的分布在CFD和FSI之间是可比的,但略有差异.
结论:
- CFD和结构性FEA为动脉样硬化进展评估提供了FSI的实用和成本有效的替代方案.
- 来自CFD和结构FEA的结果与FSI可比,使其更适合临床使用.
- 考虑到计算成本,建议使用CFD和FEA来评估斑块进展指数.
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