Μονοδιάστατο Υπολογιστικό Μοντέλο Ροής Αίματος ενός Πλήρους Καρδιαγγειακού Συστήματος

Ρόβας, Γεώργιος; Rovas, Georgios

dc.contributor.author	Ρόβας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Rovas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2017-07-18T07:42:16Z
dc.date.available	2017-07-18T07:42:16Z
dc.date.issued	2017-07-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45250
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13938
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.subject	Καρδιαγγειακό σύστημα	el
dc.subject	Μονοδιάστατο	el
dc.subject	Εγκεφαλική κυκλοφορία	el
dc.subject	Κύκλος του Willis	el
dc.subject	Αναστόμωση	el
dc.subject	Cardiovascular system	en
dc.subject	1-D	en
dc.subject	Cerebral circulation	en
dc.subject	Circle of Willis	en
dc.subject	Anastomosis	en
dc.title	Μονοδιάστατο Υπολογιστικό Μοντέλο Ροής Αίματος ενός Πλήρους Καρδιαγγειακού Συστήματος	el
dc.title	One-dimensional Computational Blood Flow Model of a Complete Cardiovascular System	en
dc.contributor.department	Εργαστήριο Βιορευστομηχανικής και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΒΙΟΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ	el
heal.classification	BIOFLUID MECHANICS	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/17f2c29096657d07880991cd3cb2a9e59c241d89
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/17f2c29096657d07880991cd3cb2a9e59c241d89
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-10
heal.abstract	Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η κατασκευή ενός μονοδιάστατου, υπολογιστικού μοντέλου της ροής του αίματος σε ένα πλήρες καρδιαγγειακό σύστημα. Αναπτύχθηκε ένα μοντέλο κατανεμημένων παραμέτρων του ανθρώπινου αρτηριακού δέντρου που περιλαμβάνει όλες τις κύριες αρτηρίες της συστηματικής κυκλοφορίας, συνδεδεμένο με ένα καρδιακό μοντέλο. Οι μονοδιάστατες εξισώσεις ορμής και συνέχειας καθώς και η εξίσωση του ιξωδοελαστικού αρτηριακού τοιχώματος επιλύονται αριθμητικά προς την εύρεση της πίεσης και της ταχύτητας του αίματος και της διατομής του αγγείου, σε κάθε θέση του αρτηριακού δέντρου. Η διατμητική τάση μοντελοποιείται με χρήση της θεωρίας των Witzig-Womersley και τα άπω αγγεία τερματίζονται με μοντέλα Windkessel τριών στοιχείων. Για την καρδία χρησιμοποιείται το μοντέλο μεταβαλλόμενης ελαστότητας της αριστερής κοιλίας, το οποίο επηρεάζει αναλογικά και τις ιδιότητες των στεφανιαίων αρτηριών. Στο μοντέλο προστέθηκε, στη συνέχεια, μία λεπτομερής περιγραφή των εγκεφαλικών αρτηριών. Η γεωμετρία και οι ιδιότητες των αγγείων λήφθηκαν από τη βιβλιογραφία. Τα αποτελέσματα του αρτηριακού μοντέλου επαληθεύθηκαν με αντίστοιχα πειραματικά και υπολογιστικά. Το μοντέλο επεκτάθηκε περαιτέρω, συνδεόμενο με ένα μηδενικής διάστασης μοντέλο του εγκεφαλικού φλεβικού συστήματος. Εξετάσθηκε η φυσιολογική και η παθολογική κατάσταση, με ύπαρξη αρτηριοφλεβικής αναστόμωσης στην εγκεφαλική κυκλοφορία. Τα αποτελέσματα και των δύο καταστάσεων επαληθεύθηκαν με πειραματικά από τη βιβλιογραφία. Οι προβλέψεις του πλήρους μοντέλου παρουσίασαν καλή σύγκλιση με τις πειραματικές τιμές σε όλα τα στάδια, καθιστώντας το μοντέλο κατάλληλο για την εκτίμηση μεγεθών του ανθρώπινου καρδιαγγειακού συστήματος σε φυσιολογικές ή παθολογικές καταστάσεις.	el
heal.abstract	The scope of this thesis was the development of a one-dimensional computational blood flow model of a complete cardiovascular system. A distributed model of the human arterial tree was developed, including all main arteries of the systemic circulation, and was coupled to a heart model. The one-dimensional momentum and continuity equations, as well as the equation of the viscoelastic arterial wall are solved numerically in order to obtain the blood pressure, flow rate and the cross-sectional area of the vessel throughout the arterial tree. Shear stress is modeled based on the Witzig-Womersley theory and distal vessel are terminated with three element Windkessel models. For the modelling of the heart the varying elastance model of the left ventricle is used, which also affects, proportionally, the properties of the coronary arteries. A detailed description of the cerebral vasculature was then added to the model. The geometry and the properties of the vessels were derived from the literature. The results of the arterial model were validated using equivalent experimental and computational results. The model was further extended by adding a zero-dimensional model of the cerebral venous system. Both normal and pathological conditions were examined, including an arteriovenous anastomosis in the cerebral circulation,. Results from both cases were validated using experimental results found in the literature. The model predictions converged to the experimental values at all stages, rendering the model applicable in the human circulatory system in normal or pathological conditions.	en
heal.advisorName	Μαθιουλάκης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Αλεξόπουλος, Λεωνίδας	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Βιορευστομηχανικής και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	98 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true