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- Hyhlik-Dürr, A., et al.
(författare)
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Finite-Elemente-Analyse abdomineller Aortenaneurysmen : Erste Ergebnisse der Intra- und Interobserver Validierung
- 2010
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Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Hintergrund: Die Therapie des abdominellen Aortenaneurysmas (AAA) ist indiziert, wenn das Rupturrisiko das Risiko der elektiven Operation übersteigt. Die Abschätzung des individuellen Rupturrisikos gilt als Basis der Indikationsstellung zur offenen oder endovaskulären Chirurgie. Bisher wird der Durchmesser des AAA als maßgeblicher Risikofaktor für die Ruptur herangezogen. Für eine sensitivere Indikationsstellung sollten jedoch andere morphologische oder biomechanische Faktoren wie die Volumenveränderung im Verlauf und/oder die Wandspannung im Aneurysma untersucht werden. Ziel dieser Studie ist die Analyse der Reproduzierbarkeit der Durchmesserbestimmung sowie der Volumen- und Wandspannungsberechnung anhand eines geometrischen Modells, basierend auf der Finite Elemente Methode. Methode: Computertomographische Daten von vier gesunden und zehn Patienten mit infrarenalen abdominellen Aneurysmen werden von drei unabhängigen Untersuchern analysiert. Die abdominelle Aorta wird semiautomatisch von Computertomographie-Angiographie (CTA) Bilddaten segmentiert, wobei zwei und drei-dimensionale aktive Konturmodelle, wie sie aus der Bildverarbeitung bekannt sind, zum Einsatz kommen. Der maximale Durchmesser (cernterline-basiert) sowie das aortale Volumen werden aus den rekonstruierten dreidimensionalen Modellen berechnet. Zusätzlich werden nicht-lineare Finite Elemente Modelle verwendet, um die mechanische Spannung in der Aortenwand zwischen der Aortenbifurkation und den Nierenarterien zu bestimmen. Zu diesen Zweck wird der mittlere arterielle Druck als Belastung angenommen und nicht-lineare isotrope Materialmodelle erfassen die mechanischen Eigenschaften der Aortenwand und des Thrombusgewebes. Die Intra- und Interobserver Variabilität der fünf Messungen des maximalen Durchmessers, des Volumens und der maximalen Wandspannung wurden durch die Berechnung des Variationskoeffizienten (CV=SD*100/Arithmethisches Mittel in %) ausgedrückt. Die methodische Variation berechnet sich aus der Abweichung des Duchmessers (mm), des Volumens (ml) und der maximalen Wandspannung (kPA) zwischen den drei Untersuchern. Ergebnisse: Die Reproduzierbarkeit gesunder Gefäßen lag bei einem Durchmesser zwischen 16.1mm und 16.6mm zwischen CV=2,5% und CV=4,9%. Das aortale Volumen lag zwischen 14ml und 15ml, die Reproduzierbarkeit bei den gesunden Gefäßen streute zwischen CV=5.8% und CV=11.5%. Die maximale Wandspannung variierte zwischen 53 kPA and 55 kPa, der CV% lag hierbei zwischen 3 und 13. Die Interobserver Variabilität lag < 10% für den Durchmesser, die Volumenbestimmung und die Bestimmung der maximale Wandspannung. Der maximale Durchmesser der Aorta bei 3 Patienten mit infrarenalem Aneurysma wurde mit durchschnittlich 58.9mm, 54.6mm und 71.2mm berechnet (Stand bei Abstracteinreichung). Der Variationskoeffizient zeigte dabei eine hohe Übereinstimmung mit Werten unter 5%. Das Volumen der Aneurysmen schwankte zwischen 130 ml und 300 ml (CV<10%), die berechnete Wandspannung lag zwischen 172 kPA und 296 kPA (CV<10%). Die Variabilität zwischen den drei Untersuchern betrug 0,7-6,0 mm für den Durchmesser, 11-28 ml für das Volumen und 4-27 kPA für die maximale Wandspannung. Zusammenfassung: Sowohl an gesunden als auch an degenerativ veränderten Gefäßen ergibt die Reproduzierbarkeit des Aortendurchmessers und des aortalen Volumens basierend auf dem dreidimensionalen rekonstruierten Modellen eine hohe Übereinstimmung. Die berechnete Wandspannung basierend auf den Finiten Elemente Modellen zeigt einen geringen Grad an Variabilität sowohl zwischen verschiedenen Untersuchern als auch bei wiederholter Messung. Daher könnten die Volumenbestimmung und die Analyse der Wandspannung zusätzliche Größen bei der Bestimmung des individuellen Rupturrisikos bei Patienten mit Aortenaneurysmen darstellen, um eine präzisere Indikationsstellung zu ermöglichen.
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| 2. |
- Man, V., et al.
(författare)
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Impact of isotropic constitutive descriptions on the predicted peak wall stress in abdominal aortic aneurysms
- 2018
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Ingår i: Medical Engineering and Physics. - : Elsevier. - 1350-4533 .- 1873-4030. ; 53, s. 49-57
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Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Biomechanics-based assessment of Abdominal Aortic Aneurysm (AAA) rupture risk has gained considerable scientific and clinical momentum. However, computation of peak wall stress (PWS) using state-ofthe-art finite element models is time demanding. This study investigates which features of the constitutive description of AAA wall are decisive for achieving acceptable stress predictions in it. Influence of five different isotropic constitutive descriptions of AAA wall is tested; models reflect realistic non-linear, artificially stiff non-linear, or artificially stiff pseudo-linear constitutive descriptions of AAA wall. Influence of the AAA wall model is tested on idealized (n = 4) and patient-specific (n = 16) AAA geometries. Wall stress computations consider a (hypothetical) load-free configuration and include residual stresses homogenizing the stresses across the wall. Wall stress differences amongst the different descriptions were statistically analyzed. When the qualitatively similar non-linear response of the AAA wall with low initial stiffness and subsequent strain stiffening was taken into consideration, wall stress (and PWS) predictions did not change significantly. Keeping this non-linear feature when using an artificially stiff wall can save up to 30% of the computational time, without significant change in PWS. In contrast, a stiff pseudo-linear elastic model may underestimate the PWS and is not reliable for AAA wall stress computations.
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| 3. |
- Ross, Owen A., et al.
(författare)
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Genomic investigation of alpha-synuclein multiplication and parkinsonism
- 2008
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Ingår i: Annals of Neurology. - : Wiley. - 1531-8249 .- 0364-5134. ; 63:6, s. 743-750
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Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Objective: Copy number variation is a common polymorphic phenomenon within the human genome. Although the majority of these events are non-deleterious they can also be highly pathogenic. Herein we characterize five families with parkinsonism that have been identified to harbor multiplication of the chromosomal 4q21 locus containing the a-synuclein gene (SNCA). Methods: A methodological approach using fluorescent in situ hybridization and Affymetrix (Santa Clara, CA) 250K SNP microarrays was used to characterize the multiplication in each family and to identify the genes encoded within the region. The telomeric and centromeric breakpoints of each family were further narrowed using semiquantitative polymerase chain reaction with microsatellite markers and then screened for transposable repeat elements. Results: The severity of clinical presentation is correlated with SNCA dosage and does not appear to be overtly affected by the presence of other genes in the multiplicated region. With the exception of the Lister kindred, in each family the multiplication event appears de novo. The type and position of Alu/LINE repeats are also different at each breakpoint. Microsatellite analysis demonstrates two genomic mechanisms are responsible for chromosome 4q21 multiplications, including both SNCA duplication and recombination. Interpretation: SNCA dosage is responsible for parkinsonism, autonomic dysfunction, and dementia observed within each family. We hypothesize dysregulated expression of wild-type (alpha-synuclein results in parkinsonism and may explain the recent association of common SNCA variants in sporadic Parkinson's disease. SNCA genomic duplication results from intraallelic (segmental duplication) or interallelic recombination with unequal crossing over, whereas both mechanisms appear to be required for genomic SNCA triplication.
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| 4. |
- Sailer, Anna, et al.
(författare)
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A genome-wide association study in multiple system atrophy
- 2016
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Ingår i: Neurology. - 0028-3878. ; 87:15, s. 1591-1598
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Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Objective: To identify genetic variants that play a role in the pathogenesis of multiple system atrophy (MSA), we undertook a genome-wide association study (GWAS). Methods: We performed a GWAS with >5 million genotyped and imputed single nucleotide polymorphisms (SNPs) in 918 patients with MSA of European ancestry and 3,864 controls. MSA cases were collected from North American and European centers, one third of which were neuropathologically confirmed. Results: We found no significant loci after stringent multiple testing correction. A number of regions emerged as potentially interesting for follow-up at p < 1 × 10-6, including SNPs in the genes FBXO47, ELOVL7, EDN1, and MAPT. Contrary to previous reports, we found no association of the genes SNCA and COQ2 with MSA. Conclusions: We present a GWAS in MSA. We have identified several potentially interesting gene loci, including the MAPT locus, whose significance will have to be evaluated in a larger sample set. Common genetic variation in SNCA and COQ2 does not seem to be associated with MSA. In the future, additional samples of well-characterized patients with MSA will need to be collected to perform a larger MSA GWAS, but this initial study forms the basis for these next steps.
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| 5. |
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