Thrombogenic Risk Assessment of Transcatheter Prosthetic Heart Valves Using a Fluid-Structure Interaction Approach

人工心脏瓣膜介入手术（如TAVR）在过去十年中大幅增加，但长期、危及生命的血栓事件的并发症仍然影响患者的预后。因此，改善TAVR设备的血栓形成风险分析至关重要。体外研究血栓形成通常难以进行。然而，修订后的ISO测试标准包括心血管植入物的血栓形成风险计算机测试。我们提出了一种评估人工心脏瓣膜血栓形成风险的流-固耦合方法。通过Ansys LS-DYNA软件的不可压缩计算流体动力学多物理求解器实现了FSI框架。通过将基准测试中29mm CoreValve设备的派生流量和文献中商业TAVR瓣膜的孔径面积与体内结果进行比较，验证了流分析的数值建模方法。通过Ansys EnSight在流场中播种虚拟血小板，计算应力积累（SA）来分析血栓形成风险。接下来，我们采用集成的FSI-血栓形成风险方法，通过两种方法检查TAVR设备的血流动力学和血栓形成风险：1）工程优化和2）临床评估。我们的方法可用于从初始设计阶段到临床改善人工瓣膜的血栓抗性。它允许对设备进行无与伦比的优化，揭示可用于减轻血栓形成风险的关键TAVR瓣叶设计参数，以及用于评估设备性能的患者特异性建模。这项工作展示了TAVR设备的先进体内分析的实用性，可用于其他血液循环设备的血栓形成风险评估。

改善人工心脏瓣膜介入手术的血栓风险分析方法

通过流固耦合的方法，使用Ansys LS-DYNA软件进行计算流体力学多物理场求解器，结合Ansys EnSight计算血小板上的应力积累，评估人工心脏瓣膜的血栓风险。

该方法可以用于改善人工瓣膜的血栓抗性，从设计阶段到临床应用都可以使用。研究使用了工程优化和临床评估两种方法，发现TAVR瓣膜的叶片设计参数可以用于减轻血栓风险。

最近的相关研究集中在使用计算流体力学模拟血流动力学和血栓形成，以及使用机器学习方法来预测血栓风险。相关研究的论文包括：1. Predicting thrombosis in flow diverter stents using machine learning. 2. Computational fluid dynamics modeling of blood flow and thrombus formation in cerebral aneurysms.