透过导管大动脉植入患者特异建模的可信度评估-第二部分:不确定性量化和灵敏度分析
Roberta Scuoppo1, Chiara Catalano1, Tahir Turgut2
1Department of Engineering, Università degli Studi di Palermo, Viale delle Scienze Ed. 8, Palermo, Italy.
APL bioengineering
|September 29, 2025
概括
跨导管大动脉植入 (TAVI) 的患者特定计算模型现在更加可信. 使用ASME V&V40标准的不确定性量化和灵敏度分析可确保在临床使用中可靠的in silico预测.
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
- 医疗设备模拟 医疗设备模拟
背景情况:
- 过导管大动脉植入 (TAVI) 依赖于患者特定的计算模型.
- 模型可信度是临床采用的一个重大挑战.
- ASME V&V40标准为验证in silico预测提供了一个框架.
研究的目的:
- 为了评估患者特定的TAVI模型的不确定性量化 (UQ) 和灵敏度分析.
- 通过使用ASME V&V40标准来提高in silico TAVI模拟的可信度.
- 在患者特定的TAVI建模中建立UQ的框架.
主要方法:
- 使用SAPIEN 3 Ultra设备开发了四种针对患者的TAVI模型.
- 使用有限元和流体结构相互作用模拟.
- 采用高斯过程回归来替代模型和准蒙特卡洛分析为UQ.
- 对解剖学,材料,血液动力学和程序参数进行了敏感性分析.
主要成果:
- 代孕模型准确地预测了设备直径 (平均相对误差<1%).
- 气球膨胀量和支架框架材料属性是部署的关键参数.
- 血液动力学预测 (有效孔面积,压力梯度) 显示不确定性超过5%的验证值.
结论:
- 在患者特定的TAVI建模中建立了UQ的框架,确保可靠的设备部署预测.
- 证明了将验证的in silico模型整合到临床决策中的潜力.
- 通过提高模型可信度,研究结果有利于临床医生,制造商和监管机构.
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