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升胸主动脉瘤风险评估的概率和各向异性失效度量( A Probabilistic and Anisotropic Failure Metric for Ascending Thoracic Aortic Aneurysm Risk Assessment )
Minliang Liu Liang Liang Qing Zou Yasmeen Ismail Wei Sun
为了无创地评估动脉瘤破裂和夹层的风险，准确的主动脉壁材料破坏度量是至关重要的。以前的研究使用确定性或各向同性的主动脉壁衰竭指标。然而，实验研究表明，主动脉壁周向和轴向拉伸强度存在显著差异（即各向异性），且患者之间差异较大。在这项研究中，我们开发了一个新的概率和各向异性材料失效度量来评估升胸主动脉瘤(ATAA)的破裂风险。我们用84例ATAA患者的主动脉组织样本进行了单轴拉伸破坏试验，从中得到各向异性壁强度的联合概率分布。随后，基于Tsai-Hill(TH)失效准则，我们导出了一个各向异性失效概率(FP)度量。新的FP度量包含了失效特性的不确定性和各向异性。为了将FP度量与传统的确定性和各向同性度量进行比较，我们使用CT图像和相应的组织检测数据对另外41例ATAA患者的“基线”风险进行了数值估计。我们提出了不同的风险评估方法（例如，有和没有病人特有的超弹性特性），并用接收器操作特性(ROC)曲线对它们进行了比较。结果表明：（1）概率FP度量优于确定性TH度量和各向同性最大主应力；（2）患者特有的超弹性特性有助于提高概率FP度量在ATAA风险评估中的性能。提出的概率建模框架可用于其他类型的材料。
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