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11.02.2017 | Original Article | Ausgabe 9/2017

Medical & Biological Engineering & Computing 9/2017

Visualization of vascular injuries in extremity trauma

Zeitschrift:
Medical & Biological Engineering & Computing > Ausgabe 9/2017
Autoren:
Kwitae Chong, Chenfanfu Jiang, Daniel Ram, Anand Santhanam, Demetri Terzopoulos, Peyman Benharash, Erik Dutson, Joseph Teran, Jeff D. Eldredge
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s11517-017-1619-9) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

A tandem of particle-based computational methods is adapted to simulate injury and hemorrhage in the human body. In order to ensure anatomical fidelity, a three-dimensional model of a targeted portion of the human body is reconstructed from a dense sequence of CT scans of an anonymized patient. Skin, bone and muscular tissue are distinguished in the imaging data and assigned with their respective material properties. An injury geometry is then generated by simulating the mechanics of a ballistic projectile passing through the anatomical model with the material point method. From the injured vascular segments identified in the resulting geometry, smoothed particle hydrodynamics (SPH) is employed to simulate bleeding, based on inflow boundary conditions obtained from a network model of the systemic arterial tree. Computational blood particles interact with the stationary particles representing impermeable bone and skin and permeable muscular tissue through the Brinkman equations for porous media. The SPH results are rendered in post-processing for improved visual fidelity. The overall simulation strategy is demonstrated on an injury scenario in the lower leg.

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Zusatzmaterial
Supplementary material 1 (mp4 4275 KB)
11517_2017_1619_MOESM1_ESM.mp4
Supplementary material 2 (mp4 10041 KB)
11517_2017_1619_MOESM2_ESM.mp4
Supplementary material 3 (mp4 12781 KB)
11517_2017_1619_MOESM3_ESM.mp4
Literatur
Über diesen Artikel

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