Προσομοίωση του πεδίου ροής εντός της δεξιάς στεφανιαίας αρτηρίας υπό την παρουσία στένωσης (EL)

Flow field simulation inside the right coronary artery with stenosis (EN)

Ιγγλεζακης Δημητριος (EL)

Inglezakis Dimitrios (EN)

Δελης Αναργυρος (EL)

Πολυτεχνείο Κρήτης (EL)

Νικολος Ιωαννης (EL)

Αραμπατζης Γεωργιος (EL)

Technical University of Crete (EN)

Nikolos Ioannis (EN)

Delis Anargyros (EN)

Arampatzis Georgios (EN)

Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη των χαρακτηριστικών του πεδίου ροής εντός της δεξιάς στεφανιαίας αρτηρίας υπό την παρουσία στενώσεων και η εξαγωγή συμπερασμάτων. Η επίτευξη του στόχου πραγματοποιήθηκε σε τέσσερα βασικά στάδια, που αναπτύσσονται παρακάτω. Αρχικά, λαμβάνοντας μια αξονική τομογραφία ενός υγιούς ατόμου ως σημείο αναφοράς, εξάγουμε το αγγείο της δεξιάς στεφανιαίας αρτηρίας σε τρισδιάστατο μοντέλο. Αυτό πραγματοποιήθηκε σε πρώτη φάση μέσω του λογισμικού 3D Slicer, όπου έγινε επεξεργασία της αξονικής τομογραφίας, απομόνωση και εξαγωγή του αγγείου ενδιαφέροντος υπό την μορφή .stl αρχείου. Στην συνέχεια, το μοντέλο μετατράπηκε σε .stp αρχείο και δέχτηκε ελαφριά ομαλοποίηση της επιφάνειας, με σκοπό την απαλοιφή αιχμηρών ακμών αλλά χωρίς την παραμόρφωση των ορίων του αγγείου. Λόγω της πολυπλοκότητας της γεωμετρίας του μοντέλου απαιτήθηκε διόρθωση του επιφανειακού πλέγματος του αγγείου και όλων των επιφανειακών δομών (ακμές, επιφανειακά τρίγωνα, κενά κ.α.) καθώς και περιορισμός των κλάδων του αγγείου στο επιθυμητό μήκος. Το σύνολο των διορθωτικών ενεργειών πραγματοποιήθηκε με την χρήση του λογισμικού SpaceClaim της Ansys και των δυνατοτήτων που παρέχει. Έχοντας εξάγει το υγιές μοντέλο της δεξιάς στεφανιαίας αρτηρίας (RCA) διαμορφώνοντας το σε πλήρως επεξεργάσιμη μορφή, στην δεύτερη φάση δημιουργήθηκε μη δομημένο πλέγμα μέσω του meshing software της ANSYS. Έπειτα από την επιτυχή κατασκευή ποιοτικού πλέγματος, σκοπός ήταν η δημιουργία τεσσάρων συνολικά μοντέλων της RCA με διαφορετική ομοιόμορφη στένωση, μοντελοποιώντας μια χρόνια σταδιακή αύξηση της αθηρωματικής πλάκας εντός του αγγείου. Η κατασκευή των παραπάνω στενώσεων και κατ’ επέκταση μοντέλων επετεύχθη στο λογισμικό ANSA, εκμεταλλευόμενοι των δυνατοτήτων του Mesh Morphing που παρέχει. Κατά αυτόν τον τρόπο δημιουργήθηκαν τέσσερα μοντέλα RCA με στενώσεις 0%, 35%, 60%, 80% της διαμέτρου του αγγείου στο ίδιο κατά αντιστοιχία σημείο κατά μήκος του. Στο σύνολο των μοντέλων έγινε επίλυση συνθηκών ροής αίματος σε συνθήκες ηρεμίας και υπεραιμίας. Συνολικά πραγματοποιήθηκαν δεκαεπτά επιλύσεις, λαμβάνοντας φυσικά κοινά αποδεχτές επιστημονικά απλουστεύσεις ως προς την προσομοίωση της ροής. Αυτό το στάδιο της εργασίας περατώθηκε μέσω του λογισμικού Ansys CFX. Τέλος, εφαρμόστηκε επεξεργασία των αποτελεσμάτων επίλυσης των ροών, σύγκριση αυτών με αντίστοιχα στην υπάρχουσα βιβλιογραφία, εξέταση εφαρμογής επί των μεθόδων εκτίμησης των στενώσεων που εφαρμόζονται στην ιατρική σήμερα και εξαγωγή συμπερασμάτων. (EL)

masterThesis

Στεφανιαία αρτηρία (EL)

Στένωση (EL)

Υπολογιστική ρευστομηχανική (EL)

Right coronary artery (EN)

Computational fluid dynamics (EN)

Stenosis (EN)

Cardiovascular disease (EN)

Coronary artery disease (EN)

Πολυτεχνείο Κρήτης

Ιδρυματικό Αποθετήριο Πολυτεχνείου Κρήτης

School of Electrical and Computer Engineering - Diploma Works

Automation Laboratory - Diploma Works

Ελληνική γλώσσα

2020

http://purl.tuc.gr/dl/dias/928C8DE7-403A-4B82-99C9-66BDAA25683710.26233/heallink.tuc.86720

Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης (EL)

Technical University of Crete::School of Production Engineering and Management (EN)