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Tesi etd-09162015-142711


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
FERRARI, MOIRA
URN
etd-09162015-142711
Title
Sviluppo di modelli patient-specific per lo studio dell’emodinamica dell’aorta attraverso analisi computazionali fluidodinamiche (CFD) e acquisizioni 4D-flow MRI
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Commissione
relatore Ing. Celi, Simona
relatore Ing. Martini, Nicola
relatore Prof. Landini, Luigi
Parole chiave
  • 4D MRI
  • CFD
  • Aorta
  • fluidodinamica
  • simulazioni numeriche
Data inizio appello
09/10/2015;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
09/10/2018
Riassunto analitico
Lo studio dell'emodinamica arteriosa rappresenta un importante strumento per la diagnosi e la prevenzione di patologie vascolari. Con particolare riferimento all’aorta, una delle malattie più frequenti che la coinvolgono è l’aneurisma. L’effetto del flusso sanguigno sull'endotelio vascolare sembra infatti essere un fattore determinante nella progressione di tale patologia.
In questa tesi è stata posta l’attenzione, nello specifico, all’aorta toracica, con l'obiettivo di sviluppare modelli computazionali di tipo patient-specific di soggetti sani e affetti da aneurisma dell’aorta ascendente.
Le simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) sono state integrate con i dati provenienti da specifiche acquisizioni di immagini di risonanza magnetica (MRI), sia per la definizione della geometria, sia per la determinazione delle condizioni di flusso ottenute da 4D flow mediante tecniche PC – MRI.
Lo studio è stato condotto su tre differenti geometrie. Un primo modello di tipo parametrico è stato utilizzato come benchmark sia per testare le peculiarità del software SimVascular, sia per valutare il ruolo dei parametri che entrano in gioco durante la simulazione, quali ad esempio gli effetti del grado di discetizzazione della griglia sulle variabili di output. Il secondo modello, di tipo invece patiet-specific, è stato implementato al fine anche di valutare le differenze in termini di wall shear stress (WSS) e pressione in condizioni di ingresso idealizzate (riportate in letteratura) oppure in condizioni reali del paziente ottenute durante l’acquisizione 4D MRI. Infine, come ultimo modello è stato analizzato un soggetto patologico confrontando anche le alterazioni emodinamiche in funzione della patologia aneurismatica.
Questo lavoro costituisce una fase preliminare di analisi dell’emodinamica dell’aorta toracica, finalizzata a fornire uno strumento atto ad integrare la simulazione numerica con dati clinici specifici del paziente. Possibili sviluppi futuri prevedono l’elaborazione di modelli fluido – struttura e l’analisi dei dati su base statistica.
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