logo SBA

ETD

Digital archive of theses discussed at the University of Pisa

 

Thesis etd-09182023-101853


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
GUIDI, STEFANIA
URN
etd-09182023-101853
Thesis title
Valutazione della rigidezza di pareti vascolari attraverso l'analisi delle immagini CT gated
Department
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Course of study
INGEGNERIA BIOMEDICA
Supervisors
relatore Prof. Vozzi, Giovanni
relatore Prof.ssa Celi, Simona
relatore Ing. Vignali, Emanuele
relatore Ing. Dell'Agnello, Francesca
Keywords
  • immagini CT ECG gated
  • stiffness
  • strain
  • mesh
  • aorta
Graduation session start date
06/10/2023
Availability
Withheld
Release date
06/10/2093
Summary
L'obbiettivo di questa tesi è quello di caratterizzare il comportamento meccanico dell'aorta ascendente, in particolare la sua stiffness, in modo non invasivo per poter comprendere e prevenire alcune malattie cardiovascolari, le quali sono solitamente asintomatiche fino a quando non si manifesta la complicanza acuta. Di solito, per ottenere informazioni sulle caratteristiche meccaniche dei tessuti arteriosi, si effettuano test su campioni di tessuto ex-vivo. Quindi, poiché l'analisi meccanica è limitata ai casi post-operatori, è difficile avere una caratterizzazione meccanica diretta del tessuto arterioso senza una procedura invasiva. Quindi in questa tesi viene sviluppato un procedimento che permette di calcolare la stiffness dell'aorta ascendente a partire da immagini CT ECG gated. Vengono prese in esame le immagini CT di due pazienti da cui, attraverso un processo di segmentazione, si ottengono i modelli 3D della zona di interesse, ovvero l'aorta toracica con i sovraortici e le coronarie destra e sinistra per ogni fase del ciclo cardiaco. Successivamente, viene sviluppato un codice su Matlab che permette di estrarre il tratto ascendente dell'aorta partendo da reperi anatomici e di creare le mesh del tratto ascendente per ogni fase del ciclo, in modo che ci sia corrispondenza nodale tra le varie fasi. In seguito, utilizzando il codice sviluppato in Matlab, viene effettuata la caratterizzazione meccanica del tessuto andando a calcolare la deformazione circonferenziale e longitudinale, lo spostamento radiale, lo stress ed infine anche la stiffness al picco sistolico.
The objective of this thesis is to characterize the mechanical behavior of the ascending aorta, particularly its stiffness, noninvasively in order to understand and prevent some cardiovascular diseases, which are usually asymptomatic until the acute complication occurs. Usually, to obtain information about the mechanical characteristics of arterial tissues, tests are performed on ex-vivo tissue samples. Therefore, since mechanical analysis is limited to postoperative cases, it is difficult to have a direct mechanical characterization of arterial tissue without an invasive procedure. Therefore, in this thesis, a procedure is developed to calculate the stiffness of the ascending aorta from gated ECG CT images. CT images of two patients are examined from which, through a segmentation process, 3D models of the area of interest, namely the thoracic aorta with supra-aortic and right and left coronary arteries for each phase of the cardiac cycle, are obtained. Next, a code is developed on Matlab to extract the ascending tract of the aorta from anatomical findings and create the meshes of the ascending tract for each phase of the cycle, so that there is nodal correspondence between the various phases. Then, using the code developed in Matlab, the mechanical characterization of the tissue is performed by going to calculate the circumferential and longitudinal strain, radial displacement, stress and finally also stiffness at the systolic peak.
File