An abdominal aortic aneurysm (AAA) is a life-threatening condition characterized by the irreversible dilation of the lower aorta, usually detected incidentally during imaging for other health issues. Current clinical practice for managing AAA relies on a one-size-fits-all approach, based on the aneurysm's maximum diameter and growth rate, which can lead to underestimation or overestimation of AAA rupture risk. Patient-specific AAA wall stress, computed using biomechanical models derived from medical images without needing patient-specific material properties, has been widely investigated for developing individualized AAA rupture risk predictors. Therefore, AAA wall stress, determined reliably and quickly, has the potential to enhance patient-specific treatment plans. This paper presents a 7-line code, written in MATLAB using the Partial Differential Equation Toolbox, for AAA wall stress computations via finite element analysis. The code takes AAA wall geometry as input and outputs stress components over the AAA wall domain. Additionally, we present a one-click standalone software application for AAA wall stress computation, developed based on our 7-line code using MATLAB Compiler. After verification, we used our code to compute AAA wall stress in ten patients. Our analysis indicated that the 99th percentile of maximum principal stress across all patients ranged from 0.307 MPa to 0.466 MPa, with an average of 0.380 MPa and a standard deviation of 0.048 MPa. Moreover, for every case, the MATLAB simulation time was less than a minute on a laptop workstation.


翻译:腹主动脉瘤(AAA)是一种危及生命的疾病,其特征是主动脉下段的不可逆扩张,通常在因其他健康问题进行影像学检查时偶然发现。目前临床管理AAA的实践依赖于基于动脉瘤最大直径和生长率的“一刀切”方法,这可能导致对AAA破裂风险的低估或高估。利用从医学影像推导出的生物力学模型(无需患者特异性材料属性)计算的患者特异性AAA壁应力,已被广泛研究用于开发个体化的AAA破裂风险预测因子。因此,可靠且快速确定的AAA壁应力,具有优化患者特异性治疗方案的潜力。本文提出了一种使用MATLAB偏微分方程工具箱编写的7行代码,用于通过有限元分析进行AAA壁应力计算。该代码以AAA壁几何结构作为输入,并输出AAA壁域上的应力分量。此外,我们基于这7行代码,利用MATLAB编译器开发了一款用于AAA壁应力计算的一键式独立软件应用。经过验证后,我们使用该代码计算了十名患者的AAA壁应力。我们的分析表明,所有患者最大主应力的第99百分位数范围在0.307 MPa至0.466 MPa之间,平均值为0.380 MPa,标准差为0.048 MPa。此外,对于每个病例,在笔记本电脑工作站上,MATLAB模拟时间均少于一分钟。

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