VI Symposium of Computer Aided Design and Engineering, Biomechanics and Mechatronics "COMEC 2023"

11nd International Conference of Mechanical Engineering

COMEC 2023

VI Symposium of Computer Aided Design and Engineering, Biomechanics and Mechatronics

Mechanical simulation of the flow diverter placement in a patient specific artery

Abstract

Flow diverter devices (FDD) have shown a significant performance in treating complex aneurysms in comparison with other conventional approaches like surgical clipping or endovascular coiling. However, device placement procedures and the choice of a suitable FDD for specific aneurysms is a challenge. Therefore, the simulation of such a complicated process can help to investigate and improve the FDD geometry or the placement procedure already before the operation is done and without harming the patient. The most popular simulation method for solving such problems is the Finite Element Method (FEM). However, the simulation of the stenting process using FEM is computationally expensive because of the complexities in the geometry of the braided stents and the need to establish contact surfaces between the individual wires of the device and the artery wall, too. Thus, it is very time consuming and in the worst case it leads to non-convergent and inaccurate results. The Isogeometric analysis (IGA) is a technique that combines mechanical simulation with precise geometric representation provided by CAD technology based on NURBS curves and surfaces. This methodology is particularly useful when an accurate representation of geometry is required in engineering applications, such as the placement of the FDD in a specific artery of a patient.

Resumen

Los dispositivos de derivación de flujo (FDD) han mostrado un rendimiento significativo en el tratamiento de aneurismas complejos en comparación con otros enfoques convencionales como la clipificación quirúrgica o la embolización endovascular. Pero los procedimientos de colocación del dispositivo y la elección de un FDD adecuado para aneurismas específicos representan un desafío.
Por lo tanto, la simulación de un proceso tan complicado puede ayudar a investigar y mejorar la geometría del FDD o el procedimiento de colocación antes de realizar la operación y sin dañar al paciente. El método de simulación más popular para resolver tales problemas es el Método de Elementos Finitos (FEM). Sin embargo, la simulación del proceso de colocación del stent utilizando FEM es computacionalmente costosa debido a las complejidades en la geometría de los stents trenzados y la necesidad de establecer superficies de contacto entre los alambres individuales del dispositivo y la pared de la arteria. Por lo tanto, es muy consumidora de tiempo y, en el peor de los casos, puede llevar a resultados no convergentes e inexactos. El análisis isogeométrico (IGA) es una técnica que combina la simulación mecánica con una representación geométrica precisa proporcionada por la tecnología CAD basada en curvas y superficies de NURBS. Esta metodología es particularmente útil cuando se requiere una representación precisa de la geometría en aplicaciones de ingeniería, como la colocación del FDD en una arteria específica de un paciente.

About The Speaker

Daniel Juhre

Prof. Daniel Juhre

OVGU Magdeburg Flag of Germany

Discussion

Practical Info
Presentation
English (US)
November 14, 2023 4:10 PM
20 minutes
Salón El Carmen
Authors
Prof. Daniel Juhre
Keywords
análisis isogeométrico
contact simulation
dispositivos de derivación de flujo
flow diverter device
isogeometric analysis
simulación de contacto
Documents


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