Endoluminal reconstruction using flow diverters represents a novel paradigm for the minimally invasive treatment of intracranial aneurysms. The configuration assumed by these very dense braided stents once deployed within the parent vessel is not easily predictable and medical volumetric images alone may be insufficient to plan the treatment satisfactorily. Therefore, here we propose a fast and accurate machine learning and reduced order modelling framework, based on finite element simulations, to assist practitioners in the planning and interventional stages. It consists of a first classification step to determine a priori whether a simulation will be successful (good conformity between stent and vessel) or not from a clinical perspective, followed by a regression step that provides an approximated solution of the deployed stent configuration. The latter is achieved using a non-intrusive reduced order modelling scheme that combines the proper orthogonal decomposition algorithm and Gaussian process regression. The workflow was validated on an idealised intracranial artery with a saccular aneurysm and the effect of six geometrical and surgical parameters on the outcome of stent deployment was studied. The two-step workflow allows the classification of deployment conditions with up to 95% accuracy and real-time prediction of the stent deployed configuration with an average prediction error never greater than the spatial resolution of 3D rotational angiography (0.15 mm). These results are promising as they demonstrate the ability of these techniques to achieve simulations within a few milliseconds while retaining the mechanical realism and predictability of the stent deployed configuration.


翻译:使用流流流转换器进行全光性重建,这是对液态动脉瘤进行最起码侵入性处理的新范例。这些非常密集的胸纹在母容器内部署时所假设的配置不易预测,单是医疗量图像可能不足以令人满意地规划治疗。因此,我们在此提议一个快速和准确的机器学习和减少秩序建模框架,以有限的元素模拟为基础,协助规划和干预阶段的从业人员。它包括第一个分类步骤,以便先验确定模拟是否成功(静脉和船只之间符合要求),而不是临床角度,然后是倒退步骤,为部署的静脉配置提供近似的解决办法。后者是使用非侵入性减少的订单建模方案,将适当的或测量分解算算算法和高斯进程回归结合起来。工作流程在理想的内部动脉动动脉动上验证了工作流程,其精度为精度的直度,以及六种测和外科参数对静态部署结果的影响,随后又从临床角度迈出了倒退步骤的倒退步骤,同时对实际部署的精确度进行了研究。在实际配置中进行两次测算,从而得出了精确度预测结果,然后又将精确地进行了精确地推算,然后又将精确地进行了精确地进行了精确地推算。

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