Dissertação

{en_GB=Computational Analysis of the Flow in the Left Coronary Arteries: Influence of the Artery Elasticity and the Stent Presence in Blood Flow} {} EVALUATED

{pt=As simulações de escoamento sanguíneo com recurso a CFD são cada vez mais utilizadas em conjunto com modelos específicos para cada paciente, constituindo um método não-invasivo e com custos mais reduzidos do que os procedimentos experimentais. Tem como grande vantagem a possibilidade de obter distribuições de parâmetros como a tensão de corte na parede, que caso contrário são de muito difícil obtenção. Neste trabalho, o problema de interacção fluido-estrutura do escoamento de sangue é analisado num modelo 3D de artérias coronárias esquerdas, obtido com recurso a segmentação de imagens médicas. São avaliadas as consequências da utilização de diferentes modelos de elasticidade para a parede da artéria, assim como da utilização de diferentes condições de pressão na superfície das artérias. As alterações no escoamento causadas por uma estenose são verificadas, sendo também feita uma análise da influência que a solução típica para esta condição médica, a colocação de um stent, tem no escoamento sanguíneo. Verifica-se que é importante considerar a elasticidade das artérias, com deslocamentos significativos verificados durante o ciclo cardíaco. Com parede rígida, os valores de tensão de corte na parede são significativamente sobrestimados, concluindo-se que, com o aumento da rigidez da artéria causado pela idade, valores mais elevados de tensão de corte na parede são verificados. Observa-se que a estenose provoca alterações significativas no escoamento local, com o aparecimento de zonas de recirculação de baixa velocidade, que favorecem o alastramento da placa de aterosclerose. Conclui-se também que a presença do stent altera o escoamento localmente, nomeadamente junto à parede., en=CFD blood flow simulations are increasingly used in combination with patient-specific models, constituting a non-invasive method, with lower costs than the experimental procedures used. One major advantage is the possibility of obtaining distributions of parameters such as wall shear stress (WSS), which otherwise are very difficult to obtain. In this work, the fluid-structure interaction problem of blood flow is analyzed in a 3D model of real left coronary arteries geometry, obtained with medical image segmentation. The consequences of using different elasticity models for the arterial wall, as well as the use of different pressure conditions on the surface of the artery are evaluated. Changes in the flow caused by a stenosis are verified, and the influence of the typical solution for this medical condition, the placement of a stent, on blood flow is also analyzed. The elasticity of the arteries is a parameter that must be taken into account, with significant displacement being verified during the cardiac cycle. When the arterial wall is assumed to be rigid, the WSS values are significantly overestimated, and it is concluded that, with increased age-related artery stiffness, higher values of WSS are verified. It is observed that the stenosis significantly alters the flow locally, with the appearance of low-velocity recirculation zones downstream, which contribute to the spreading of atherosclerosis plaque. It is also concluded that the presence of the stent changes the flow locally, namely near the wall.}
{pt=Escoamento de sangue, CFD, Interacção fluido-estrutura, Modelo específico de paciente, Stent, Estenose, en=Blood flow, CFD, Fluid-structure interaction, Patient-specific model, Stent, Stenosis}

Junho 16, 2017, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

João Orlando Marques Gameiro Folgado

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

José Manuel Da Silva Chaves Ribeiro Pereira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar