Ανάπτυξη και εφαρμογή μοντέλου προσομοίωσης αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού και διφασικού μοντέλου ροής για τον προσδιορισμό ρευστοδυναμικών παραμέτρων με στόχο την πρόβλεψη ρήξης ενδοκρανιακών ανευρυσμάτων

• Κύριος συγγραφέας: Λαμπρόπουλος, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Λουκόπουλος, Βασίλειος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Ανευρύσματα; Αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού; Προσομοίωση; Aneurysms; Fluid structure interaction; Simulation; 616.133 075

Στην παρούσα Εργασία μελετάται η ανάπτυξη μοντέλων προσομοίωσης αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού (fluid structure interaction) τα οποία εφαρμόζονται σε ανευρύσματα της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας με σκοπό την ανάδειξη των αιμοδυναμικών χαρακτηριστικών του ανευρύσματος στη συγκεκριμένη περιοχή. Αρχικά γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του ιατρικού προβλήματος ώστε να γίνει κατανοητή η σπουδαιότητα της ανάπτυξης του υπολογιστικού μοντέλου με σκοπό τον υπολογισμό παραμέτρων οι οποίες μπορούν να φανούν χρήσιμες. Κατά τη διάρκεια ανάπτυξης του μοντέλου χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ασθενών από το Πανεπιστήμιο Emory που εδρεύει στην πόλη της Ατλάντα των Η.Π.Α. (http://ecm2.mathcs.emory.edu/aneuriskweb. Emory University, Department of Math & CS, 2012.). Τα δεδομένα αυτά αποτελούνταν από τρισδιάστατες γεωμετρίες ενδοκρανιακών ανευρυσμάτων τα οποίο εντοπίζονταν στην περιοχή της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας. Από αυτά τα δεδομένα επιλέχθηκαν τρεις περιπτώσεις ασθενών που είχαν υποστεί ρήξη και τρεις περιπτώσεις ασθενών που δεν είχαν υποστεί ρήξη. Η επιλογή αυτή έγινε με γνώμονα την διερεύνηση τυχών διαφορών στους αιμοδυναμικούς δείκτες που θα εξαχθούν από το μοντέλα ρευστοδυναμικής που θα αναπτύξουμε. Οι γεωμετρίες που πάρθηκαν από το Πανεπιστήμιο Emory υπέστησαν μια μικρή επεξεργασία στο λογισμικό Geomagic® και εν συνεχεία εισήχθησαν στο λογισμικό εμπορικού κώδικα ANSYS™ όπου και αναπτύχθηκε το υπολογιστικό μοντέλο το οποίο περιείχε και την αλληλεπίδραση ρευστού και στερεού. Επίσης, έγινε χρήση ενός διφασικού μοντέλου ροής του αίματος το οποίο περιλαμβάνει τα ερυθρά αιμοσφαίρια και το πλάσμα. Το μοντέλο αυτό συνδυάστηκε με την αλληλεπίδραση ρευστού-στερεού και συγκρίθηκε με πιο απλά μοντέλα ροής του αίματος που χρησιμοποιούσαμε έως τώρα. Επίσης έγινε χρήση μιας πιο εξελιγμένης μεθόδου για την μοντελοποίηση του αρτηριακού τοιχώματος και του ανευρύσματος η οποία προβλέπει τη ρεαλιστικότερη θεώρηση του ως υπερελαστικό υλικό (Mooney Rivlin model).