患者特异性动力有限元模型：慢性B型主动脉夹层后的动脉瘤扩张
摘要：慢性B型主动脉夹层（cTBAD）患者出现渐进性动脉扩张是一种公认的并发症，可能导致迟发性破裂并造成危及生命的情况。然而，我们对cTBAD患者动脉扩张的理解还不足。本文提出使用数值模拟研究cTBAD后动脉瘤扩张中生长和重塑（G&R）的作用。我们建立了一个三维有限元G&R模型，用开源代码进行了主动脉夹层的数值模拟。基于均匀限制混合理论，构建了组织方程、动量平衡方程和与动脉机械生物学相关的方程。模型首先应用于具有圆柱形和环状形状的理想主动脉几何结构，以展示其可行性和效率。然后将该模型应用于患者特异性主动脉段，展示了其在更相关和复杂的患者特异性临床应用中的潜力。研究发现，G&R倾向于在夹层之后自然触发动脉瘤扩张，以恢复其张力平衡。我们的结果表明，与胶原G&R相关的增益参数的值在cTBAD后主动脉扩张的稳定性中起着重要作用。小的增益参数会导致过度动脉瘤退变，而大的增益参数有助于在夹层之后恢复动脉的稳定状态。最后，研究发现，其他与机械生物学相关的参数，如夹层的周向长度和假腔中的压力，也可能决定cTBAD后动脉瘤扩张的稳定性。宽裂口和假腔中的高压有利于cTBAD后动脉扩张的不稳定发展。未来的工作将通过与一段较长时间内随访的数据集进行比较，在患者特异性临床案例中预测动脉瘤扩张，对目前的模型进行验证。
作者：Shaojie Zhang, Joan D Laubrie, S. Jamaleddin Mousavi, St''ephane Avril, Sabrina Ben Ahmed
论文ID：2301.02547
分类：Medical Physics
分类简称：physics.med-ph
提交时间：2023-01-09