文摘gydF4y2Ba

本文的目的是展示的基本原则和相关的计算建模的进步腹主动脉瘤血管内动脉瘤修复,为社区提供最新最先进的数值分析和生物力学。框架描述主动脉壁的力学行为已经存在。然而,管腔内的血栓非齐次结构和孔隙度仍需研究的很透彻了。同时,尽管钙化的形态和力学性能进行了调查,其影响在墙壁上强调仍有争议。计算流体动力学通常假定一个僵化的动脉壁,而固耦合占动脉合规但仍然是具有挑战性的动脉和血液有类似的密度。我们讨论替代固耦合基于动态的医学图像,解决特定病人的血流动力学和几何图形。我们描述初始应力、弹性边界条件和统计强度断裂风险评估。特别强调给予工作流开发,从医学图像转化为有限元模型,模拟catheter-aorta的交互和支架部署。我们的目的也是精心制作的关键因素导致虚拟支架和血管内修复计划能够提高过程和膜支架。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

破裂腹主动脉瘤(AAA) 14死亡的主要原因是在美国2008年白人美国人年龄在60 - 85年gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。时至今日,临床医生依靠推荐手术前2基本标准,也就是说,最大直径55毫米和增长率超过5毫米每6个月(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。重大并发症患者面向“微创”血管内动脉瘤修复(腔内修复术)的过程,而不是“经典”开放手术。潜在的并发症,如endoleaks、迁移和遮挡,提高了耐久性的担忧后,腔内修复术。在过去的30年里,投入了很多努力提高我们理解AAA和膜支架(SGs)生物力学防止AAA破裂和优化SG的设计。我们回顾最近进化AAA和SG生物力学以及相关的计算分析,决策是一个功能强大的工具,和术后跟踪。的好处(验证)计算分析杆在其灵活、准确、无创的本性。表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba本文介绍了主要参考引用。gydF4y2Ba

2。AAA级建模的目的gydF4y2Ba

到目前为止,AAA破裂的临床评估风险仍然忽略了生物力学因素。在现实中,AAA将在主动脉壁破裂时当地应力达到其机械强度。这些地方压力和船舶性能受很多因素的影响,因此,AAA级生物力学主要立交桥的复杂性gydF4y2Ba拉普拉斯gydF4y2Ba法律,严格有效的仅为圆柱管“完美”。有一个迫切需要清楚地了解血管生物力学和开发工具来更好的模型和预测船舶的行为。最终,这种研究将有助于预测不仅动脉瘤的生长和AAA破裂风险,而且机械和生理血管和血管植入物之间的相互作用(SGs)腔内修复术之后,包括血液流变学(血流动力学)。gydF4y2Ba

这样做,正确模拟血管的物理性质,血管植入,和血液循环,有必要引入医学领域机械和生化工程概念。捕捉和模拟AAA进化的复杂性和维修必须基于声音物理。以下部分介绍了基本概念。gydF4y2Ba

3所示。生物力学的一般概念gydF4y2Ba适用于血管和血液gydF4y2Ba流变学gydF4y2Ba

我们从基本的定义gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba任何一件材料,即gydF4y2Ba连续体gydF4y2Ba。当拉伸弹簧,一个简单的方程描述力gydF4y2Ba需要扩展它超过一定距离(gydF4y2Ba):gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba是gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba。用类推的方法,这可以应用于一块材料,如一个小血管段,如图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。以下gydF4y2Ba归一化gydF4y2Ba(size-independent)方程盛行:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba=(“当地压力”)和压力gydF4y2Ba=应变(“当地”)。gydF4y2Ba,被称为gydF4y2Ba杨氏模量,gydF4y2Ba能仅仅被理解为gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba的gydF4y2Ba连续体gydF4y2Ba。可以看到,(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)是基于初始(未变形的)部分区域gydF4y2Ba。所谓的gydF4y2Ba合规gydF4y2Ba,或gydF4y2Ba柔软gydF4y2Ba,只是(精确)的倒数gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba。因此,就越大gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba,越低gydF4y2Ba合规gydF4y2Ba和gydF4y2Ba反之亦然gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

材料提交gydF4y2Ba多轴gydF4y2Ba加载,同时拉伸载荷沿三个方向,如图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba等效拉伸gydF4y2Ba压力或gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba压力(Richard edl·冯·米塞斯之后)决定是否超过材料强度在一定加载条件。gydF4y2Ba

实际上,gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba压力结合(1单标量值)不仅个人抗拉应力也剪切应力(也沿着三个方向)。考虑:gydF4y2Ba

如图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba为“硬”,一个典型的应力-应变曲线(材料)通常展品(线性)地区分隔的“弹性”gydF4y2Ba屈服应力,gydF4y2Ba之后,gydF4y2Ba卸载路径gydF4y2Ba导致(gydF4y2Ba塑化gydF4y2Ba)永久变形/应变为零压力,对应于不可逆的损害。gydF4y2Ba最终gydF4y2Ba压力是最大的压力在一些支持gydF4y2Ba增塑作用gydF4y2Ba发生和对应于破裂。gydF4y2Ba收益率gydF4y2Ba和gydF4y2Ba最终gydF4y2Ba强调定义给定材料的强度。根据(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba),gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba实际上是应力-应变曲线的斜率。一个给定的非线性材料,如血管,因此由一个没有定义gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba的模量,而是取决于应变。gydF4y2Ba

泊松比gydF4y2Ba 需要(连同吗gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba)完全定义简单的材料的力学行为。这是一个gydF4y2Ba测量的横向收缩gydF4y2Ba或柱头拉伸的材料,如图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

泊松效应可以被观察到当一个柔软的材料。回到图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba的确切定义gydF4y2Ba泊松比gydF4y2Ba 现在可以给“横向应变比应变沿拉伸方向”:gydF4y2Ba

方程(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)都是有效的gydF4y2Ba张力gydF4y2Ba和gydF4y2Ba压缩gydF4y2Ba负载情况下。gydF4y2Ba

它可以证明gydF4y2Ba和大多数生物组织,以及橡胶材料,展览gydF4y2Ba不可压缩性gydF4y2Ba(即。,thevolu米eof deformed material remains constant), which is characterized by接近(或等同)0.5。在生物组织的情况下,gydF4y2Ba不可压缩性gydF4y2Ba是可以理解的,因为他们大多是构成的水,这是什么gydF4y2Ba不可压缩的gydF4y2Ba天性。gydF4y2Ba

杨氏模量gydF4y2Ba和gydF4y2Ba泊松比gydF4y2Ba描述生物组织和纤维发生的变形gydF4y2Ba张力gydF4y2Ba或gydF4y2Ba压缩gydF4y2Ba加载在所有三个方向,即“第一变形模式”,通常引起的血压的血管。剪切变形的“第二模式”,通常造成的创伤或削减,如图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

剪切模量gydF4y2Ba 定义类似于gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba,对加载配置呈现在图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。剪切应力作用”无意中“单位面积(gydF4y2Ba):gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba是剪切应力,由gydF4y2Ba在文献中,gydF4y2Ba实际上对应于变形角图中描述gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,由gydF4y2Ba在文献中。在这种情况下,gydF4y2Ba垂直于gydF4y2Ba,这是正常的,因为gydF4y2Ba被认为是切向位移。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba剪切模量gydF4y2Ba可以从gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba和gydF4y2Ba泊松比gydF4y2Ba如下:gydF4y2Ba

剪切应力可能做出重大贡献AAA破裂由于AAA曲折,特别是当切向力时占模拟通过髂动脉导管的介绍。gydF4y2Ba

在gydF4y2Ba国际体系gydF4y2Ba的单位,压力,gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba和gydF4y2Ba剪切模量,gydF4y2Ba通常以gydF4y2Ba兆帕gydF4y2Ba(1 MPa = 1 N /毫米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)或gydF4y2Ba吉帕斯卡gydF4y2Ba(1 = 1 e03 GPa MPa)。在gydF4y2Ba帝国主义体系,gydF4y2Ba通常的单位是psi(磅每平方英寸),或ksi (1 ksi = 1 e03ψ= 6.895 MPa)。gydF4y2Ba

也存在gydF4y2Ba流剪切应力gydF4y2Ba(FSS)来自血液流动,发挥“切向力在血管的内表面,而不是前面提到的剪切应力,更“结构性”,也就是说,作用在血管的厚度。gydF4y2Ba

尽管FSS远低于结构剪切应力,他们发挥关键作用(生理)在敏感的酶的表达gydF4y2Ba内皮gydF4y2Ba细胞层。fs参与血管的血管活性的反应,尤其是在小动脉。gydF4y2Ba

意味着流动剪切力在一个心动周期,在理想的情况下由一个抛物线速度剖面gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba是动态粘度(PagydF4y2Ba·gydF4y2Ba年代),gydF4y2Ba体积流率(毫米吗gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba/秒),gydF4y2Ba是指血管半径(毫米)。gydF4y2Ba

血流流变学可分为牛顿和非牛顿。gydF4y2Ba

为了说明不同,水是一个gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba液和油漆gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba,在这个意义上搅拌水以增加强度/速度不会改变它gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba油漆,而改变,变得更容易涂抹。事实上,血液行为类似于油漆,因为增加gydF4y2BarouleauxgydF4y2Ba形成以低速度(gydF4y2Ba即gydF4y2Ba低剪切速率条件下),是可以观察的过程中gydF4y2Ba凝固gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

为gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba流体,剪切应力线性相关血液剪切速率通过“常数”gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba,而对于gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba流体,gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba减少血液剪切速率增加。这是见图gydF4y2Ba6gydF4y2Ba并通过gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba是gydF4y2Ba动态粘滞度gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

专业文献[gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)表明,血液gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba保持不变在剪切速率的100年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}因此,“gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba“近似是有效的只有超过这个阈值,也适用于病态的血(gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。它也表明,在近端动脉血液的平均速度剖面在心动周期估计最多0.3 m / s, 0.6 m / s。考虑平均剪切速率随着速度的中心线半径的动脉(健康的主动脉平均1厘米),估计平均剪切率是0.6/0.01 = 60年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。船中心剪切率最低和最大的墙(等价gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba属性是强调在墙上的中心和最小化)。相比于100年代的阈值gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},很明显,血应该(理想情况下)被视为一个gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba流体,尤其是对AAA循环和可能的地方gydF4y2Ba打扰gydF4y2Ba流导致低速度和停滞(促进红细胞聚集),因此最终低剪切率和高gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba。为了简单起见,近似的gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba流体通常是,但潜在的限制应该牢记,尤其是当涉及到解释的形成gydF4y2Ba管腔内的血栓gydF4y2Ba(ILT)。事实上,血栓形成是著名的由低速率和高有关gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]gydF4y2Ba。gydF4y2Ba因此,要解释他们的形成,它成为重要的考虑gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba配方。gydF4y2Ba

读者也可以指的是最近的一项研究,清楚地显示增加的直接影响红细胞聚集在股静脉血栓形成实验兔(gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

血液流变学的相对重要性比较后得到验证gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba和gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba(《)(基于有限元模型gydF4y2BaCarreau的gydF4y2Ba(模型)gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。的FSS的差异达到42%,这是fs = 1 Pa和1.42 PagydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba和gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba模型,分别在AAA,相比之下,FSS 1.95 Pa和0.39 Pa被发现(健康)gydF4y2Ba腹主动脉gydF4y2Ba分别在AAAs (AAs)和(agydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba流体的假设)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

长期(FSS影响AAA增长gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。fs通常范围从1.00到16.69 Pa /一个心动周期gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba模型,从0.51到16.11 PagydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba模型(AAAs) (gydF4y2Ba6gydF4y2Ba),这并不意味着FSS之间的分布是相同的gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba和gydF4y2Ba牛顿gydF4y2Ba对于一个给定的复杂的几何模型。fs是描述血液引起切向力(和液体)容器的内表面,gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba压力表示船厚度的三维应力状态。gydF4y2Ba

事实上,众所周知,fsgydF4y2Ba层流gydF4y2Ba流(在图看到健康的动脉gydF4y2Ba7gydF4y2Ba)刺激内皮表达特定酶的产生gydF4y2Ba一氧化氮gydF4y2Ba同时,反过来,行为作为血管舒张,阻止血小板的聚集(倾向于吸引和脂质组织),,最后,产生抗炎物质(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

4所示。在血管流建模gydF4y2Ba

理想情况下,“全”gydF4y2Ban - sgydF4y2Ba方程(完整描述质量、动量和能量守恒在流体力学)应该切实解决描述血液流动,准确定义压力和速度概要文件。另一个挑战是考虑固耦合(FSI)(即。流和墙力学的相互作用,彼此)。关键的一点是,需要更先进的配方,尤其是当建模分岔等gydF4y2Ba脑底动脉环gydF4y2Ba,gydF4y2Ba颈动脉gydF4y2Ba动脉,和AA,悸动的流和反射波占。gydF4y2Ba

在现实中,血管之间存在强耦合变形和血液流动。的gydF4y2BaWindkesselgydF4y2Ba效果是一个很好的实例的结果(见图gydF4y2Ba8gydF4y2Ba),gydF4y2Ba合规gydF4y2Baheart-proximal动脉脉动的流量转换成更多的常数/顺畅。的确,收缩后,一半的血液循环,,感谢它gydF4y2Ba合规,gydF4y2Ba动脉商店“弹性”能源的冲动,然后另一半转发在心脏舒张时,动脉公布“弹性”的能量。gydF4y2Ba

另一种概念化动脉硬度可以通过彼得森的弹性模量(直接与刚度成正比):gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba和gydF4y2Ba分别代表压力和直径。再一次,这个术语刚度是相反的遵从性(或膨胀性)的概念。gydF4y2Ba

一些作者(gydF4y2Ba10gydF4y2BaAAA合规的观察到明显降低腔内修复术之后,连同AAA直径减少。其他的调查gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]显示增加阻抗(血液灌注血管阻力)的接枝升序和降序胸主动脉,分别由于增强波和反射波增强,以及脉压增加(收缩期和舒张期压力的区别)。这是观察到(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba),近端减少合规位于越多,增加脉冲压力越高,这可能是由于改变(也)gydF4y2BaWindkesselgydF4y2Ba影响自心(左心室)必须补偿由于增加收缩压。gydF4y2Ba

因此,直接影响嫁接和支架移植减少合规(相当于增加了阻抗),和收缩期高血压,心脏距离成正比。gydF4y2Ba

在这篇文章中,我们将详细说明FSI涉及SGs。gydF4y2Ba

5。为什么我们需要有限元模型gydF4y2Ba

根据暴露的生物力学的概念,gydF4y2Ba拉普拉斯gydF4y2Ba法律可以提供更好的理解其局限性。gydF4y2Ba拉普拉斯gydF4y2Ba法律一直数学来源于“完美”圆柱形状;因此,它是有效的只有加压管和圆柱形容器。gydF4y2Ba

我们可以看到在图gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,主要的压力预测的gydF4y2Ba拉普拉斯gydF4y2Ba法律是面向压痕的,轴向应力的两倍大(解释为什么裂缝一般出现轴向)。周向应力(或gydF4y2Ba呼啦圈gydF4y2Ba压力)与半径成正比,和厚度成反比,这就是为什么这个公式是吸引(“简单”)证实,美国科学促进会的风险较高,断裂半径增加时(和厚度减少)。gydF4y2Ba

然而,美国科学促进会是曲折的,真正的压力地图要复杂的多,因为它是非常敏感的形状(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。这只能通过数值模拟进行评估基于几何和数学gydF4y2Ba离散化gydF4y2Ba执行与gydF4y2Ba有限元分析gydF4y2Ba(有限元分析)。另外,机械应变和剪切模量与小说超声弹性成像方法可以通过实验确定,但仍然需要验证证明(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

在有限元分析中,复杂的结构gydF4y2Ba离散gydF4y2Ba()切成小“simple-shaped”元素,如小光束或壳的分析公式和理论存在预测他们的结构变形和应力。最终,元素和他们的个人贡献(变形、应力、温度变化等)是“连续”组装到一个有限元法gydF4y2Ba网gydF4y2Ba,提供“近似”整体复杂问题的解决方案。这种解决方案必须gydF4y2Ba收敛gydF4y2Ba的元素是由更小的(有限元法gydF4y2Ba网gydF4y2Ba是gydF4y2Ba精制gydF4y2Ba)来捕获所有几何和结构(不同材料之间的转换)奇点。典型奇点棱角等厚度梯度高,或曲率可能增加压力的3 - 10倍,和所需的有限元分析的复杂性。gydF4y2Ba

具体的有限元分析的概念gydF4y2Ba边界条件gydF4y2Ba(BCs)仅仅是指结构连接和如何与环境相互作用,例如,AA连接到胸主动脉和髂动脉,剩余接触脊柱和周围的器官(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

有两个特定情况下的有限元分析,涉及流体流动,也就是说,计算流体动力学(CFD),这是研究进化的速度和压力流(假设一个“完美的”刚性管道)、FSI,与CFD但进一步为真正的会计gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba的渠道。gydF4y2Ba

作为有限元分析[前一个步骤gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba18gydF4y2Ba),“几何”gydF4y2Ba离散化/分割gydF4y2Ba从医学图像执行包。条款gydF4y2Ba离散化和分割gydF4y2Ba在医学图像分析和有限元分析是常见的概念,作为一种代表一个给定的几何与四边形或三角形平面(小)表面,创建一个所谓的gydF4y2Ba网gydF4y2Ba。所不同的是,一个有限元分析gydF4y2Ba网gydF4y2Ba不仅代表了几何,而且还包含物理公式结构分析。gydF4y2Ba

转换时没有精度损失gydF4y2Ba网gydF4y2Ba从任何医学图像包成有限元分析gydF4y2Ba网gydF4y2Ba,但四边形面(或gydF4y2Ba元素gydF4y2Ba)函数更精确和有效(例如比三角形)。gydF4y2Ba

详情,数学上和身体上倾向于读者可以参考其他文献对固体力学gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba],有限元分析[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),和流体力学gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba24gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

这些基本概念后,我们的细节gydF4y2Ba最先进的gydF4y2Ba主动脉壁的建模,以及SG植入。gydF4y2Ba

6。主动脉壁的具体建模gydF4y2Ba

6.1。典型的应力-应变曲线gydF4y2Ba

的一个最全面的实验测定应力-应变曲线AAAs和健康的主动脉,在轴向和圆周方向,可以追溯到1996年(gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba收益率gydF4y2Ba和gydF4y2Ba最终gydF4y2Ba压力被确定为AAAs, 0.75 MPa和1.00 MPa,分别在轴向方向,和1.00 MPa和1.20 MPa,分别在圆周方向(见图gydF4y2Ba10gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

基于这些实验数据,与“招聘”参数”的定义gydF4y2Ba胶原纤维(见图gydF4y2Ba11gydF4y2Ba),该措施曲折,也考虑到总组织的贡献gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba弹性蛋白和胶原蛋白,首先定义相对简单的数学模型。gydF4y2Ba

得出的结论,总体本构主动脉组织可以被认为是gydF4y2Ba各向同性gydF4y2Ba,这意味着gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba是相同的在轴向和圆周方向(而不是gydF4y2Ba各向异性gydF4y2Ba)[gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

应该指出,应力-应变曲线呈现在图gydF4y2Ba10gydF4y2Ba斜率是非线性的,因此gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba,不是常数,而不是“线性”材料,表现出一个几乎恒定的斜率(由一条直线gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba独立的应变)。gydF4y2Ba

2000年另一个工作是做定义专门的框架,也适用于有限元分析(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba),导致出现,gydF4y2Ba超弹性的gydF4y2Ba(由本质非线性弹性),gydF4y2Ba各向同性gydF4y2Ba,gydF4y2Ba不可压缩的gydF4y2Ba材料模型,基于gydF4y2Ba应变能密度函数gydF4y2Ba(SEDF)。这个模型验证与69年刚切除AAA样本。后进行敏感性调查有限元分析(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba),也得出结论,总体均值值是足够准确的,即使是临床应用。换句话说,不需要确定特定的机械性能(这还不是负担得起的)因为偏离平均值没有显著影响数值分析。gydF4y2Ba

同年,一个密集的gydF4y2Ba组织学gydF4y2Ba研究强调了“纤维增强复合”结构的动脉,与胶原纤维排列螺旋面(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]。然后,SEDF的基础上,gydF4y2Ba超弹性的gydF4y2Ba,gydF4y2Ba各向异性gydF4y2Ba,gydF4y2Ba不可压缩的gydF4y2Ba材料本构模型的定义和相关的实验。非线性的重要性(胶原蛋白“招聘”)gydF4y2Ba各向异性gydF4y2Ba(不同gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba在轴向和圆周方向由于胶原纤维方向)模型现在充分肯定。后来,其他各向异性超弹性的模型设计gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba33gydF4y2Ba),他们被与双轴试验测试数据(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

而gydF4y2Ba各向同性gydF4y2Ba模型是适合第一次近似(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba),gydF4y2Ba各向异性gydF4y2Ba模型应该用于更精确的结果(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]。此外,后者已经实现在大多数框架有限元分析软件包用于生物力学研究,使他们更容易使用和值得推荐的。gydF4y2Ba

当gydF4y2Ba各向异性gydF4y2Ba材料被认为是,必须定义局部坐标占AAA曲折,保证忠实材料方向(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba,gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

在这里,可以说,弹性蛋白(gydF4y2Ba媒体gydF4y2Ba层)在动脉中发挥着关键的作用gydF4y2Ba合规gydF4y2Ba因为它允许可逆的,大,变形,使血管扩大的“弹性”。因此,减少甚至破裂在AAAs弹性蛋白,以及胶原蛋白增加,在一定程度上解释了为什么他们时,往往将不可逆转,成为硬(花)胶原纤维(主要的gydF4y2Ba动脉外膜gydF4y2Ba层)是紧绷的。最终,破裂的风险上升时不断增长的压力(由于增加尺寸和弯曲度)是由胶原蛋白增加不再补偿。图gydF4y2Ba12gydF4y2Ba描绘了典型的大动脉血管的结构。gydF4y2Ba

6.2。壁厚如何影响压力值吗gydF4y2Ba

在这一点上,它必须强调准确预测墙压力和,因此,正确评估破裂风险,更好地识别壁厚地图仍然需要,粗但相当所示gydF4y2Ba拉普拉斯gydF4y2Ba法律。这仍然是一个重大挑战gydF4y2Ba医学成像gydF4y2Ba研究社区。目前的共识是考虑2毫米的厚度,但一些作者(gydF4y2Ba37gydF4y2Ba)使用1毫米,这说明了在当前分析变化的程度。gydF4y2Ba

6.3。初始应力gydF4y2Ba

动脉天生预应力(或者“最初强调”),确保其圆柱形状,和他们接受额外的压力加载血压。gydF4y2Ba

动脉几何图形,提取(gydF4y2Ba在活的有机体内gydF4y2Ba)gydF4y2Ba磁共振成像gydF4y2Ba(MRI)或gydF4y2Ba计算机断层扫描gydF4y2Ba(CT)扫描,通常被视为“卸载”配置的血压直接应用。纠正这种近似和检索“true”卸载几何gydF4y2Ba落后的增量gydF4y2Ba(BI)方法介绍(gydF4y2Ba38gydF4y2Ba),如图gydF4y2Ba13gydF4y2Ba。BI是一个迭代(数值)方法,从加载动脉几何、施加压力扰动对初始几何/卸载发生直到收敛。卸载几何也被称为“零”几何gydF4y2Ba39gydF4y2Ba]。BI方法尊重动脉的非线性行为。gydF4y2Ba

“零”或卸载几何图形,然而,目前初步(残余)“结构性”压力,可以看到当动脉被切开。因此,术语“卸载”和“轻”不抱愧蒙羞。gydF4y2Ba

忽视真正开始的任何有限元分析卸载配置导致的过高的AAA变形,整体应力水平,墙和峰值压力(约20%的误差),以及低估的FSS [gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

值得注意的是初始压力占了gydF4y2Ba各向异性gydF4y2Ba模型(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba的主动脉壁上面引用(6.1段),但只有在圆周方向上,这是占主导地位的AAA发展方向。gydF4y2Ba

6.4。钙化的作用gydF4y2Ba

墙结构的异质性,如钙化物质,可以极大地影响压力值。机械测试是进行钙化AAAs(存款gydF4y2Ba40gydF4y2Ba),出于这一事实钙化可能作为当地的“压力集中器”和增加破裂的风险。事实上,在结构应力分析,任何几何奇点”/不规则性导致应力集中。”工程、孔板、级距和突然gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba材料作为应力集中器的变化,也就是说,增加强调局部(见图gydF4y2Ba14gydF4y2Ba插图)。有一个比喻在棱角的流体力学,section-abrupt变化,促进有违规行为gydF4y2Ba打扰gydF4y2Ba流和激波传播,与动脉粥样硬化斑块,AAAs,分岔在腹部和颈动脉。gydF4y2Ba

这两个gydF4y2Ba微观形态学gydF4y2Ba和血管钙化的力学性能进行了分析gydF4y2Ba40gydF4y2Ba),提供有用的硬度和gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba值。gydF4y2Ba

在2010年,一个比较进行了调查在AAAs进步程度的钙化(gydF4y2Ba41gydF4y2Ba),也就是说,“noncalcified”、“分散钙化,”“高度钙化,”和“纯粹的钙化。“相应的应力-应变曲线绘制。纯粹的钙化物质被发现gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba优于40 MPa和准线性应力-应变行为。有趣的是,这是发现钙化墙应力平均减少了59.2%,而不是先前的假设(gydF4y2Ba42gydF4y2Ba),他们将作为压力感应器压力的增加(20%)。作者怀疑钙化AAAs会加剧破裂风险,和不相信之前报道的压力峰值是生理上现实的改造过程可能会减弱。gydF4y2Ba

6.5。确定破裂风险:一项个案研究gydF4y2Ba

自应力对AAA(复杂)的几何高度敏感,分布式的厚度,和材料取向(胶原纤维),没有简单的公式准确评估压力水平(分析),特别是当有钙化等额外的复杂性。在其他分支的机械工程(航空、民用等),每一个几何不规则厚度变化等多个曲率,开口,和管状分支,可以认为是偏离完美的形状,累积各自的应力集中因素,导致高应力水平。材料的异质性也作为应力集中因素。在曲折的AAAs,中心线为显示的不规则程度(gydF4y2Ba43gydF4y2Ba),但并不足够gydF4y2Ba本身gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

因此,“个案”有限元分析研究需要准确的几何和材料标识。指导方针是钙化时应占他们大量存在gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

6.6。破裂的风险评估gydF4y2Ba

正确确定破裂风险,计算压力必须与强度/容许值相比,是在工程完成gydF4y2Ba利润率的安全gydF4y2Ba(女士),必须保持积极防止破裂。考虑:gydF4y2Ba

这里的关键是“本地”gydF4y2Ba峰壁压力gydF4y2Ba(PWS)必须保持不如“本地”墙强度,防止破裂,因为墙强度在同一AAA上可能有很大的不同。例如,有浆在一个当地墙强度优越并不表明破裂风险,但是有一个给定的墙压力(甚至低于PWS)在墙上的另一个领域的力量就小确实表明断裂的风险。因此,仅仅依靠全球规模确定断裂的位置是毫无意义的gydF4y2Ba44gydF4y2Ba];真正重要的是当地的应力超过强度的比例,知道这是一个额外的复杂性来确定壁强度一个AAA级的地图。gydF4y2Ba

(通常是容许应力值gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba强调)必须定义,第一个明显的方法是实验性的,但麻烦甚至不可能如果需要特定病人值的准确性。另一个趋势是全球容许值来推断基于临床统计数据与有关参数如AAA级大小、年龄、性别、吸烟史(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba45gydF4y2Ba,gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。然而,这样的统计AAA强度识别仍然需要大规模的数据收集和相关验证。gydF4y2Ba

值得一提的是,其他作者(gydF4y2Ba47gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba49gydF4y2Ba)提出了断裂判据基于原子间债券的平均能量,但它不是微不足道的适当定义这样的主动脉壁的平均能量。gydF4y2Ba

7所示。粘弹性血管的属性gydF4y2Ba

额外的复杂性这一事实有关生物材料表现出更复杂的行为比合成材料或金属。事实上,血管壁展品非线性弹性,甚至gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba属性,属性与时间有关。gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba是固体和液体的组合机械行为(如车辆阻尼器和一些蜂蜜),如图gydF4y2Ba15gydF4y2Ba在哪里gydF4y2Ba是“经典”gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba,gydF4y2Ba是gydF4y2Ba阻尼系数gydF4y2Ba相关的gydF4y2Ba变形速度gydF4y2Ba(与时间有关的)。阻尼器的行为像一个漏水的活塞缸装满液体的gydF4y2Ba粘度gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba

因此,结构的反应gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba材料也与时间有关。自从组件依赖于“液”gydF4y2Ba变形速度gydF4y2Ba相关,它是只有当动态加载/事件进行分析。否则gydF4y2Ba只是降低为0。毫不奇怪,因为生物组织大多是水做的,可能出现粘弹性行为,成为重要的在跳动的收缩和放松运动。通常情况下,gydF4y2Ba超声动态microelastographygydF4y2Ba可以用来描述的粘弹性性质柔软的生物组织(gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

在2003年至2004年之间,作出澄清gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba动脉的关系的比例gydF4y2Ba血管平滑肌细胞gydF4y2Ba(VSMCs)。一些作者(gydF4y2Ba51gydF4y2Ba结合一个gydF4y2Ba各向异性gydF4y2BaSEDF composite-like和gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba配方。但是其他的(gydF4y2Ba52gydF4y2Ba,gydF4y2Ba53gydF4y2Ba)表明,gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba可以被忽视的主动脉建模,由于主动脉近端动脉和大直径和含有更少的VSMCs吗gydF4y2Ba媒体层gydF4y2Ba比中型船只,股动脉和脑等gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

假设主动脉gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba可以忽视可能适用于静态分析,但应该占在更详细的动态和FSI的研究中,因为gydF4y2Ba粘弹性gydF4y2Ba固有的任何生物组织可能修改频率响应。gydF4y2Ba

8。管腔内的血栓的影响(ILT) AAA结构性增长,增压,破裂建模gydF4y2Ba

itl大大加剧了AAAs的机械和生化建模。因此,值得包括任何全面的研究。gydF4y2Ba

教师是第一,现在仍然是,解释为一个线性弹性材料,gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba估计0.11 MPagydF4y2Ba泊松比,gydF4y2Ba0.45 [gydF4y2Ba54gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba56gydF4y2Ba]。然而,在2000年代早期,包括宪法的详细调查显示3层以及它们的gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba,也就是说,一个(内部)gydF4y2Ba鲁米那gydF4y2Ba层0.54 MPagydF4y2Ba内侧gydF4y2Ba层0.28 MPa,和一个gydF4y2BaabluminalgydF4y2Ba层,它太退化为任何测试(gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]。的gydF4y2Ba鲁米那gydF4y2Ba层是强大的,因为它是由新鲜组织纤维蛋白。这些层通过老化导致血栓的组织。gydF4y2Ba

的简化模型进行线性弹性材料使一些作者高估了“保护”效应,得出gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba强调在AAAs减少40%,无论材料类型(超弹性的、粘弹性等)。gydF4y2Ba58gydF4y2Ba,gydF4y2Ba59gydF4y2Ba]。相反,它是显示临床[gydF4y2Ba60gydF4y2Ba整个教师压力几乎是常数,这表明一个额外的复杂性,因为实际的多孔性质的教师占。gydF4y2Ba

总之,教师,视为均质弹性材料,确实减少了AAA强调团结力量和作为血压“盾牌”,但其多孔组件减轻了“缓冲效应”,是血液传播实际上是AAA的一小部分。此外,教师减少fs(产生抗炎物质),并可能削弱的墙gydF4y2Ba血氧不足gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

因此,poro-elastic配方可能更适合实际代表包括力学,和这样一个模型,基于达西定律,提出了2011年(gydF4y2Ba61年gydF4y2Ba]。尽管发表了孔隙度和渗透率值(gydF4y2Ba62年gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba64年gydF4y2Ba),深入临床研究仍需要充分描述教师属性。gydF4y2Ba

关于教师的影响后,腔内修复术,观察(gydF4y2Ba65年gydF4y2Ba),“囊收缩”随ILT体积,这并不奇怪,因为教师,根据其压缩性,自然提供了一个机械阻力AAA重构。gydF4y2Ba

此外,包括臭名昭著的触发器缺氧和炎症在教师/ AAA级接口,构成严重损害任何AAA重建“弹性”。gydF4y2Ba

同时,教师仍然可能部分传输脉冲压力AAA墙和代表一个类型V endoleak(所谓endotension),但这很少发生,一些作者(gydF4y2Ba66年gydF4y2Ba]显示,SG主要是防止此类事件。gydF4y2Ba

不知何故,经典的“开放”手术仍然提供了一个优势在这方面由于教师是完全移除,并直接AAA壁重塑和缝合贪污。gydF4y2Ba

9。SG建模gydF4y2Ba

一些研究可能是面向理解AAAs开始和自己成长,和其他人可能会专注于如何“SG + AAA +教师”体系相互作用和整编后腔内修复术,同时接受血压和流。在第二种类型的研究中,SGs的建模是很重要的。gydF4y2Ba

大多数时候,SG线性和机械性能降低gydF4y2Ba各向同性gydF4y2Ba等效gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba和gydF4y2Ba泊松比gydF4y2Ba。这里,“对等”这一术语是指明显/宏观性质,而不是详细的属性从本构元素(分别支架和移植)。典型的等效值如下:gydF4y2Ba= 5.0到15 MPagydF4y2Ba= 0.27,gydF4y2Ba= 50 MPa和gydF4y2Ba= 0.45(下标gydF4y2Ba代表“等效”)[gydF4y2Ba67年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba68年gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

有一定困难的正确模拟这样的设备,这实际上是“复合”(金属struts由聚合物移植),呈现非线性,gydF4y2BaanisotropigydF4y2Bac和非均匀材料的属性。因此,这样的简单可能成为一个严重的限制,当SGs和他们的行为(变形)研究深度。gydF4y2Ba

我们相信,一个更理想的模型应该忠实地代表了真实gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba地图,即使这样做通过等效的“拼凑”属性。通过“等效”,它必须明白,支架线和移植缝合;2本构元素可以建模为一个简单的叠层顺序,用传统的复合材料。另一个(“蛮力”)替代是完全代表SGs,这是一个组合支架线(与梁元素建模)和贪污(建模与壳牌或膜元素),但支架之间的联系人管理线和移植可能成为挑战。用等效模型属性将呈现以下优点:gydF4y2Ba(我)gydF4y2Ba通用模型对于不同的SG类型/品牌,而不需要重建有限元法gydF4y2Ba网gydF4y2Ba,因为等效材料很容易更新。gydF4y2Ba(2)gydF4y2Ba更好的效率,因为更少的联系人管理(第三类型的非线性和大位移非线性材料,职责)。gydF4y2Ba(3)gydF4y2Ba更容易融入FSI分析,特别是在接触方面,因为一个等价的模型仅仅是生产壳元素,而不是壳元素加上梁元素及其“缝合”连接的真正代表。gydF4y2Ba(iv)gydF4y2Ba自负的支架连接更容易模型(支架连接扩展径向一旦分开移植)。gydF4y2Ba(v)gydF4y2Ba联系重叠主体分岔腿扩展可以建模效率。gydF4y2Ba

2007年,一些作者(gydF4y2Ba69年gydF4y2Ba)进行机械测试最常用SGs和推断他们的径向gydF4y2Ba刚度gydF4y2Ba。他们提供的列表结果,准备进一步的数值分析。gydF4y2Ba

然而,由于大型机械性能的变化中发现文学,因为基本特征丢失,需要详尽的机械测试来验证理论模型,尤其是在处理“大位移”。gydF4y2Ba

一旦实现忠实的SG模型,负荷和压力将接受必须准确评估为了预测post-EVAR SG迁移,并可能改善其设计。gydF4y2Ba

这一目标后,一些作者(gydF4y2Ba70年gydF4y2Ba]研究了影响的II型endoleaks intra-aneurysm囊压力(FSI后分析),基于一个理想化的AAA几何。血液流变学是用Quemada表示模型;各向同性超弹性的本构定律从Raghavan Vorp [gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba)是采用AAA力学行为,SG只是建模为一个各向同性线弹性材料gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2Ba和gydF4y2Ba泊松比gydF4y2Ba分别为100 MPa和0.35。同时,环形预应力相当于一个超大的近10%是应用的脖子,和SG是AAA墙固定。最终,gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba强调评价0.23和2 MPa在AAA墙和SG,分别和管腔内的intra-aneurysm囊压力是121.5和62.7毫米汞柱,分别。最后但并非最不重要,垂直力(2.2 N)对SG决心,目的是预测迁移,但这一主题将讨论更多的细节和其他引用部分gydF4y2Ba10gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

10。SG和AAA接触建模gydF4y2Ba

简而言之,有限元法提供了一个丰富的解决方案来模拟接触(有或没有摩擦)和附件SGs和AAA级之间的墙。gydF4y2Ba

可能更具挑战性的任务在于初步理解这些设备的力学行为。径向张力(由于SGs扩界)可以复制现实,特别是在着陆区。另外,和类型的元素gydF4y2Ba网gydF4y2Ba密度(每一行的元素和节点数量、表面或体积单位)模型的关键方面,由于算法管理联系工作只有在基本准则是尊重。例如,一对表面之间的接触操作,所谓的gydF4y2Ba主gydF4y2Ba和gydF4y2Ba奴隶gydF4y2Ba。众所周知,gydF4y2Ba奴隶gydF4y2Ba表面必须有更高的密度gydF4y2Ba网gydF4y2Ba比gydF4y2Ba主gydF4y2Ba。因此,正确的组合/配方必须包括所有这些方面。gydF4y2Ba

如果当地附件,例如,冷嘲热讽和钩子,通过约束节点必须建模,这是可能的gydF4y2Ba自由度gydF4y2Ba(景深)。一些接触定义是可能的,即“地对地”或“node-to-surface”(连系梁壳元素时,它是适用于SG连接)。“自我”联络可以被定义,是嫁接在大变形的情况。摩擦系数可以占。最后,“挂钩”联系,保持联系,确保2可变形的实体是有用的模拟贪污和支架之间的缝合线。gydF4y2Ba

这些类型的连接将使全SG-AAA交互建模。gydF4y2Ba

一旦建立一个更现实的模型,各种各样的“敏感研究”(不同参数对整体的影响模型)成为提高SG的设计可负担得起的。例如,着陆区长度或位置可以优化的,不同的材料可以被建模,甚至新的附件系统测试。最终,这将允许我们预测腔内修复术的并发症,如endoleaks、迁移、弯折,在给患者。gydF4y2Ba

11。进步在FSI分析和AAAgydF4y2Ba改造后腔内修复术gydF4y2Ba

准确评估的FSS通过FSI分析可以帮助了解腔内修复术在AAA重塑的影响。gydF4y2Ba

结构上来说,FSI忠实地模拟复杂的软组织之间的相互作用,SGs,跳动的血液流动,从而导致更现实的血压和速度分析,以及墙应力和位移。gydF4y2Ba

在2005年,一个重要的研究(gydF4y2Ba71年gydF4y2BaFSI)包括SG和AAA,连同gydF4y2BaQuemada的非牛顿gydF4y2Ba流体模型。本研究表明,AAA峰墙gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba动脉压力减少的一个因素20一旦被排除在血液流动。这个模型中,基于理想化/光滑AAA几何和SG均匀各向同性的性质,准确地证明了扰动流(再循环),确定压力和速度配置文件,并在SG阻力。令人惊讶的是,尽管没有占到一个真正的特定的几何(的),这个模型之前SG insertion-provided峰值墙gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba在髂分叉区域压力为0.59 MPa,其他作者(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba)最近(2010年)发现0.51 MPa,更复杂的模型,其中包括一个曲折的特定的几何形状,以及教师和钙化。话虽如此,后者作者(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba),能够显示额外的关键领域gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba强调,证明采用真实的几何图形。gydF4y2Ba

为了解决SG迁移由于血液流动,SG的摩擦系数是评估实验(gydF4y2Ba72年gydF4y2Ba]。相关介于3和12 N之间的摩擦。然而,由于这些测试没有进行润滑,摩擦的相关力量可能高估了,所以有可能会发现摩擦力低于3 N。这些力量的摩擦(或固定力量SGs)可以比较FSI后拖曳力计算分析。一个重要投资策略基金会研究[gydF4y2Ba73年gydF4y2Ba)是基于一种理想化和相当曲折的AAA几何(尽管变化的近端颈角也分析了研究),血液被解读为gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba不可压缩流体(层流)建模与Quemada流变模型,动脉瘤性囊和充满了血液停滞。AAA墙和SG被分配(一个等价的线性材料各向同性行为gydF4y2Ba杨氏模量gydF4y2BaSG)但是一些非线性选项被激活占大位移。载荷和边界条件,既代表入口速度和出口压力资料,SG是附加到AAA墙在近端和远端着陆区。最后,0.16 MPa的“prepressure”应用于近端颈部接触AAA墙和SG模拟典型的超大的15%。有限元解析后,从其切向阻力的计算(与壁剪切应力)和正常组件SG,与5 N的值。正如图中所示gydF4y2Ba16gydF4y2Ba,比较5 N的阻力和摩擦力的3 N与润滑(或更少)清楚地表明迁移和证明设计的风险与钩子SGs /吟游诗人。知道近端和远端脖子测角构成迁移的主要危险因素(事实上血流将SG不仅无意中也通常),这种类型的FSI模型是一个非常有用的研究工具,允许参数几何图形(脖子测角可以很容易地更换),分析了导致价值(和非侵入式)敏感性的结果。gydF4y2Ba

融合后结果发现研究FSI分析与具有AAA墙,包括一个教师和部署SG (gydF4y2Ba74年gydF4y2Ba]。作者提出了一个峰值gydF4y2Ba•冯•米塞斯gydF4y2Ba0.38 MPa的压力(SG插入之前),和一个在SG 4.85 N的最大阻力。gydF4y2Ba

FSI应对endoleaks也是强大的。我们已经提到了II型endoleak仿真通过FSI节gydF4y2Ba9gydF4y2Ba但是我endoleaks类型,可能是由于颈部测角,nonoptimal扩界,和颈部长度不足,也调查了在近端高度理想化的几何着陆区(gydF4y2Ba68年gydF4y2Ba]。作者包括一个教师和FSI进行分析gydF4y2Ba非牛顿gydF4y2Ba模型从gydF4y2BaPhan-Thien和坦纳gydF4y2Ba。损失近端接触的着陆区之间的AAA墙和SG心动周期可以预测与下列参数:gydF4y2Ba(我)gydF4y2Ba径向载荷施加SG AAA墙上,gydF4y2Ba(2)gydF4y2Ba近端脖子的长度,gydF4y2Ba(3)gydF4y2Ba摩擦系数,gydF4y2Ba(iv)gydF4y2BaAAA机械性能,gydF4y2Ba(v)gydF4y2Ba进行机械性能。gydF4y2Ba特别是,这项研究证实了至少10%的超大SG,以及类似的AAA级之间的刚度和SG,帮助避免我endoleaks类型。gydF4y2Ba

成功post-EVAR治疗主要是评估动脉瘤囊隔绝系统性压力,稳定或减少AAA最大直径。但是修改后的AAA级结构和血流动力学影响AAA囊收缩仍不完全理解(gydF4y2Ba65年gydF4y2Ba]。此外,endoleaks如何干扰post-EVAR装修还需要完全解决。然而,最近,一些作者(gydF4y2Ba75年gydF4y2Ba]部分公布了相关机制,不仅显示动脉瘤囊压力很重要,而且其压力变化在一段时间内。有趣的是,Kwon等人建议intra-aneurysm囊60毫米汞柱压力可以被视为一个阈值在AAAs保持稳定和扩大或收缩时囊压力,分别站在高于或低于这个临界值。gydF4y2Ba

FSI计算仍然具有挑战性和费时。这就是为什么一个非侵入性的方法被设计来确定入口速度和媒体给予患者血压在一个心动周期,以及相应的墙几何在心动周期的不同阶段(gydF4y2Ba76年gydF4y2Ba]。这种方法是基于gydF4y2Ba动态磁共振成像gydF4y2Ba(MRI),可以预见到一个“容易”,直接FSI的替代品。事实上,一系列的运作与变量几何和生理数据进行运行。其他研究人员(gydF4y2Ba77年gydF4y2Ba)被认为是相同的技术来识别患者的主动脉gydF4y2Ba合规gydF4y2Ba和gydF4y2Ba膨胀性gydF4y2Ba,通过测量压力和体积的变化。然而,gydF4y2Ba铁磁构件gydF4y2Ba支架诱导的struts是主要的限制。gydF4y2Ba

12。虚拟的支架gydF4y2Ba

评估软组织变形和应力水平在腔内修复术干预是临床医生的重视,来预测适当部署SGs和优化支架的计划。设备必须准确,以避免任何植入并发症,如肾动脉闭塞或肢体血栓形成。这是一个可以实现的目标,因为类似的模拟(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba)成功完成了冠状动脉等血管区域分岔。gydF4y2Ba

13。导管模拟gydF4y2Ba

作为一个初步虚拟支架(独立)一步,实际上有助于预测SG定位在AAAs部署后,我们相信进行分析,确定导管引入的“变形”效应的动脉。这样,虚拟模拟支架与更新几何“开始”,实际/变形由导管/干预过程的影响。gydF4y2Ba

机械的概述实验配方和导管之间的交互和血管可以在文献中找到gydF4y2Ba78年gydF4y2Ba]。此外,导管和动脉交互的数值模拟是成功地实现了通过高度非线性但可控的有限元繁殖的联系和发展沿髂动脉导管(gydF4y2Ba79年gydF4y2Ba]。一个gydF4y2Ba显式解算器gydF4y2Ba花了2个小时在4个cpu机器(64位)来分析有限元法,这是一个合理的时间内。gydF4y2Ba

类似地,创建先进的有限元模拟支架的部署到冠状动脉分叉(gydF4y2Ba36gydF4y2Ba),显示的可行性分析,即使主动脉SGs更复杂。gydF4y2Ba

14。讨论gydF4y2Ba

自1991年第一个腔内修复术的临床实施Parodi,取得了很大的进步,特别是专门的框架已经开发描述动脉的力学行为,和计算研究增进了我们对动脉生物力学和血液动力学的理解。总的来说,这正在进行的研究已经帮助改善SG设计和植入过程。如今,这一趋势是包含更多的mechanobiological方面,更现实的教师等材料,与孔隙度、初始压力、钙化,现实的BCs占周围的器官。最近,一个“增长和重构”的概念已经发展到捕获弹性蛋白耗竭和胶原蛋白的生产,导致的概念gydF4y2Bafluid-solid-growthgydF4y2Ba数值模型。gydF4y2Ba

然而,每一步都是大规模的实验和临床验证。gydF4y2Ba

虽然会计特定的几何是现在目前,仍然需要大量的工作从医学图像准确地识别壁厚,并整合特定病人的血液动力学(压力和速度概要文件)。此外,越来越多的兴趣模拟与AAA软组织导管之间的相互作用,更好地预测围手术期SG定位。gydF4y2Ba

最后,“统计力量”是一种很有前途的概念来评估破裂的风险,但需要广义和“旨在”。也许,更深入地理解生物力学需要避免仅仅依靠统计数据。gydF4y2Ba

15。结论gydF4y2Ba

腔内修复术仍然是一个发展的研究领域,需要更多的努力来协助临床医生采取决策和定位病人手术。gydF4y2Ba

虚拟支架和工作流的相关发展将有助于介入放射科医生和外科医生的腔内修复术干预计划,并减少并发症的风险。此外,这样的发展应该帮助改善SG设计。然而,足够的临床验证必须并行进行。gydF4y2Ba

不断增长的能力/内存的电脑将允许几个场景给病人。gydF4y2Ba

承认gydF4y2Ba

金融支持(格兰特博士)从昏聩de la矫揉造作的魁北克en桑特(FRSQ)。gydF4y2Ba