Μοντελοποίηση Εγκεφαλικού Ανευρύσματος

Abstract

Τα τελευταία δέκα χρόνια, η πρόοδος των τεχνολογιών της ιατρικής απεικόνισης εγκεφαλικών ανευρυσμάτων συνέπεσε με εκείνη των τεχνικών υπολογιστικής ρευστοδυναμικής. Η δημιουργία υπολογιστικών μοντέλων με ακριβή γεωμετρικά και μηχανοβιολογικά χαρακτηριστικά είναι μια φθηνή και αποτελεσματική μέθοδος μελέτης των ανευρυσμάτων, με πολλά υποσχόμενες εφαρμο- γές στην κλινική πράξη. Στη συγκεκριμένη εργασία έγινε μια ανασκόπηση των σύγχρονων μεθό- δων μοντελοποίησης των ανευρυσμάτων που εντοπίζονται στη σύγχρονη βιβλιογραφία. Οι μέθοδοι παρουσιάζονται σε κατηγορίες βάσει του αντικειμένου μελέτης τους και των τεχνικών που χρησι- μοποιούνται σε αυτές. Επιπλέον, εφαρμόστηκαν τεχνικές υπολογιστικής μηχανικής ρευστών για την μοντελοποίηση ενός ανευρύσματος πρόσθιας αναστομωτικής αρτηρίας με σκοπό την ανάδειξη των αιμοδυναμι- κών χαρακτηριστικών ενός ανευρύσματος στη συγκεκριμένη περιοχή. Έγινε επίσης σύγκριση των αιμοδυναμικών παραμέτρων για δύο τύπους ροής εισόδου: της μεταβαλλόμενης, χρησιμοποιώ- ντας δεδομένα από Διακρανιακό Υπέρηχο στην πρόσθια εγκεφαλική αρτηρία, και της σταθερής χρησιμοποιώντας τη μέση ταχύτητα για ένα καρδιακό κύκλο. Στη συνέχεια συγκρίθηκαν τα απο- τελέσματα των δύο μεθόδων και διερευνήθηκε η πιθανότητα χρήσης του μοντέλου της σταθερής ροής εισόδου, ως μια πιο απλή και γρήγορη μέθοδο μελέτης των ανευρυσμάτων.

During the last decade, there has been a convergence of the aneurysm imaging technologies and the computational fluid dynamics techniques. The creation of computational models with precise geometrical and biomechanical characteristics has been proven to be a cost effective and efficient method for the study of cerebral aneurysms, having, at the same time, very promising applications in the medical field. A review of the current CFD modeling methods for cerebral aneurysms has been made in this thesis, and presented to the reader in categories, with respect to the techniques applied and the purpose of each method. Furthermore, a model of an aneurysm of the anterior cerebral artery was created and studied using CFD. The study used two types of inflow boundary condition, a transient flow using data from a transcranial Doppler sonography at the anterior cerebral artery and a steady flow, using the time-averaged value of the previous data, during the cardiac cycle. Then the results of the two studies are compared and the possibility of using the steady flow model as a simpler and faster study method was discussed.