A numerical investigation of the mechanics of intracranial aneurysms walls: Assessing the influence of tissue hyperelastic laws and heterogeneous properties on the stress and stretch fields
Notice bibliographique
Résumé
Numerical simulations have been extensively used in the past two decades for the study of intracranial aneurysms (IAs), a dangerous disease that occurs in the arteries that reach the brain and affect overall 3.2% of a population without comorbidity with up to 60% mortality rate, in case of rupture. The majority of those studies, though, assumed a rigid-wall model to simulate the blood flow. However, to also study the mechanics of IAs walls, it is important to assume a fluid-solid interaction (FSI) modeling. Progress towards more reliable FSI simulations is limited because FSI techniques pose severe numerical difficulties, but also due to scarce data on the mechanical behavior and material constants of IA tissue. Additionally, works that have investigated the impact of different wall modeling choices for patient-specific IAs geometries are a few and often with limited conclusions. Thus our present study investigated the effect of different modeling approaches to simulate the motion of an IA. We used three hyperelastic laws - the Yeoh law, the three-parameter Mooney-Rivlin law, and a Fung-like law with a single parameter - and two different ways of modeling the wall thickness and tissue mechanical properties - one assumed that both were uniform while the other accounted for the heterogeneity of the wall by using a "hemodynamics-driven" approach in which both thickness and material constants varied spatially with the cardiac-cycle-averaged hemodynamics. Pulsatile numerical simulations, with patient-specific vascular geometries harboring IAs, were carried out using the one-way fluid-solid interaction solution strategy implemented in solids4foam, an extension of OpenFOAM®, in which the blood flow is solved and applied as the driving force of the wall motion. We found that different wall morphology models yield smaller absolute differences in the mechanical response than different hyperelastic laws. Furthermore, the stretch levels of IAs walls were more sensitive to the hyperelastic and material constants than the stress. These findings could be used to guide modeling decisions on IA simulations, since the computational behavior of each law was different, for example, with the Yeoh law being the fastest to converge.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».