Publicação

Validação numérica de um ensaio de insuflação para tecidos

Detalhes bibliográficos
Resumo:	As Doenças Cardiovasculares (DCV) continuam a ser a principal causa de morte e morbilidade no espetro mundial. Estas doenças afetam o coração e os vasos sanguíneos, podendo levar ao desenvolvimento de patologias como insuficiência cardíaca, acidente vascular cerebral e aneurismas. Os aneurismas ocorrem com maior frequência na aorta e consistem no enfraquecimento e insuflação da parede arterial, podendo resultar na rutura do saco aneurismático. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), considera-se um aneurisma quando o diâmetro de uma artéria é em 50% maior que o de uma saudável e, a partir de um diâme- tro máximo da artéria superior a 55 mm, é aceitável uma intervenção cirúrgica. No caso de haver um aumento significante no diâmetro sem chegar aos valores recomendados para cirurgia, opta-se por um tratamento alternativo de modo a mitigar os progressos do aneurisma. Não obstante, este critério cirúrgico tem-se revelado pouco eficiente, visto que nem todos os casos clínicos são lineares, sendo necessária uma avaliação mais pre- cisa. Neste cenário, torna-se interessante estudar o impacto que a Dinâmica dos Fluidos Computacional (DFC) em consonância com os métodos tomográficos de Ressonância Magnética Cardiovascular (RMC) e Tomografia Computadorizada (TAC) têm na avaliação e prevenção dos Aneurimas da Aorta Torácica (AAT). Na presente dissertação, pretende-se aliar os conhecimentos de DFC com Interação Fluido-Estrutura (IFS) de modo a estudar o comportamento da parede de uma Aorta Ascendente Aneurismática (AAA) através da recriação numérica de um modelo capaz de simular um ensaio de insuflação experimental. Foram criados dois modelos com espessura da parede diferente, de modo a poder validar os resultados com a literatura existente. Nas simulações, realizadas no software SimVascular, foi possível observar o comportamento da parede aneurismática quando submetida a uma pressão interna proveniente do fluido escolhido que, na presente dissertação, foi a água, um fluido Newtoniano, fazendo com que não fosse necessário realizar uma análise de influência dos modelos de viscosidade não-Newtonianos. Para aumentar a veracidade do estudo numérico, procedeu-se à análise da sensibilidade das diferentes malhas criadas a fim de avaliar o impacto que o tamanho dos elementos teve nos resultados obtidos. Por fim, fez-se o estudo da influência que os modelos constitutivos têm na parede aneurismática e comparou-se os resultados obtidos com ensaios realizados in vitro, disponíveis na literatura existente, concluindo-se que a diferença entre os modelos numéricos, em termos de deslocamento da parede, não foi muito significativa em relação aos modelos experimentais, porém a diferença entre a tensão na parede dos modelos numéricos para os experimentais demonstrou-se algo significativa, devido em grande parte à falta de informação fornecida pelo artigo de modo a replicar o modelo. Por esta razão, existe uma janela de oportunidade para trabalhos futuros onde haja uma análise prévia das propriedades biomecânicas do material com o objetivo de reduzir as divergências entre os modelos numéricos e experimentais.
Autores principais:	Santos, Bernardo de Figueiredo da Cunha
Assunto:	Aorta ascendente aneurismática Dinâmica dos fluidos computacional Interação fluido-estrutura Ensaio de insuflação
Ano:	2023
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade Nova de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório Institucional da UNL

Descrição
Resumo:	As Doenças Cardiovasculares (DCV) continuam a ser a principal causa de morte e morbilidade no espetro mundial. Estas doenças afetam o coração e os vasos sanguíneos, podendo levar ao desenvolvimento de patologias como insuficiência cardíaca, acidente vascular cerebral e aneurismas. Os aneurismas ocorrem com maior frequência na aorta e consistem no enfraquecimento e insuflação da parede arterial, podendo resultar na rutura do saco aneurismático. Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), considera-se um aneurisma quando o diâmetro de uma artéria é em 50% maior que o de uma saudável e, a partir de um diâme- tro máximo da artéria superior a 55 mm, é aceitável uma intervenção cirúrgica. No caso de haver um aumento significante no diâmetro sem chegar aos valores recomendados para cirurgia, opta-se por um tratamento alternativo de modo a mitigar os progressos do aneurisma. Não obstante, este critério cirúrgico tem-se revelado pouco eficiente, visto que nem todos os casos clínicos são lineares, sendo necessária uma avaliação mais pre- cisa. Neste cenário, torna-se interessante estudar o impacto que a Dinâmica dos Fluidos Computacional (DFC) em consonância com os métodos tomográficos de Ressonância Magnética Cardiovascular (RMC) e Tomografia Computadorizada (TAC) têm na avaliação e prevenção dos Aneurimas da Aorta Torácica (AAT). Na presente dissertação, pretende-se aliar os conhecimentos de DFC com Interação Fluido-Estrutura (IFS) de modo a estudar o comportamento da parede de uma Aorta Ascendente Aneurismática (AAA) através da recriação numérica de um modelo capaz de simular um ensaio de insuflação experimental. Foram criados dois modelos com espessura da parede diferente, de modo a poder validar os resultados com a literatura existente. Nas simulações, realizadas no software SimVascular, foi possível observar o comportamento da parede aneurismática quando submetida a uma pressão interna proveniente do fluido escolhido que, na presente dissertação, foi a água, um fluido Newtoniano, fazendo com que não fosse necessário realizar uma análise de influência dos modelos de viscosidade não-Newtonianos. Para aumentar a veracidade do estudo numérico, procedeu-se à análise da sensibilidade das diferentes malhas criadas a fim de avaliar o impacto que o tamanho dos elementos teve nos resultados obtidos. Por fim, fez-se o estudo da influência que os modelos constitutivos têm na parede aneurismática e comparou-se os resultados obtidos com ensaios realizados in vitro, disponíveis na literatura existente, concluindo-se que a diferença entre os modelos numéricos, em termos de deslocamento da parede, não foi muito significativa em relação aos modelos experimentais, porém a diferença entre a tensão na parede dos modelos numéricos para os experimentais demonstrou-se algo significativa, devido em grande parte à falta de informação fornecida pelo artigo de modo a replicar o modelo. Por esta razão, existe uma janela de oportunidade para trabalhos futuros onde haja uma análise prévia das propriedades biomecânicas do material com o objetivo de reduzir as divergências entre os modelos numéricos e experimentais.