La presente tesi ha l’obiettivo di analizzare numericamente l’efficacia degli stent flow diverter nel trattamento degli aneurismi cerebrali localizzati sull’arteria carotide interna. A tal fine è stata realizzata una simulazione CFD del flusso ematico in tre condizioni: fisiologica, patologica (con aneurisma) e con impianto di stent. La geometria del dominio è stata discretizzata mediante il software Pointwise e successivamente importata in ANSYS Fluent per la risoluzione delle equazioni di Navier-Stokes in regime transitorio, considerando un profilo di flusso pulsatile. L’analisi ha evidenziato un flusso regolare e ben distribuito nella condizione fisiologica. Al contrario, nella condizione patologica, si è osservata la formazione di vortici a bassa velocità e zone stagnanti all’interno della sacca aneurismatica, associate a elevati valori di Wall Shear Stress (WSS) e Oscillatory Shear Index (OSI), in particolare in prossimità del colletto aneurismatico. Tali condizioni suggeriscono un potenziale aumento del rischio di rottura della parete aneurismatica. L’inserimento dello stent ha mostrato una significativa deviazione del flusso, con una riduzione del volume ematico che penetra nell’aneurisma e un conseguente abbassamento dei valori di WSS e OSI. Il confronto tra stent con diversa porosità ha evidenziato che una porosità più bassa tende a deviare in modo più efficace il flusso ematico. Tuttavia, come riportato in letteratura, una riduzione eccessiva della porosità può comportare un aumento della rigidità del dispositivo, con possibili implicazioni cliniche. La scelta della porosità ottimale deve quindi essere contestualizzata caso per caso, bilanciando l’efficacia emodinamica rilevata dalla simulazione con le considerazioni biomeccaniche note dalla letteratura. I risultati ottenuti confermano il ruolo cruciale dello stenting endovascolare nella riduzione del rischio di rottura e nella possibile guarigione dell’aneurisma, sottolineando l’importanza della biofluidodinamica computazionale come strumento di supporto alla pianificazione e ottimizzazione degli interventi clinici.

SIMULAZIONE NUMERICA DELLO STENTING ENDOVASCOLARE NEGLI ANEURISMI CEREBRALI

MATERA, REBECCA
2024/2025

Abstract

La presente tesi ha l’obiettivo di analizzare numericamente l’efficacia degli stent flow diverter nel trattamento degli aneurismi cerebrali localizzati sull’arteria carotide interna. A tal fine è stata realizzata una simulazione CFD del flusso ematico in tre condizioni: fisiologica, patologica (con aneurisma) e con impianto di stent. La geometria del dominio è stata discretizzata mediante il software Pointwise e successivamente importata in ANSYS Fluent per la risoluzione delle equazioni di Navier-Stokes in regime transitorio, considerando un profilo di flusso pulsatile. L’analisi ha evidenziato un flusso regolare e ben distribuito nella condizione fisiologica. Al contrario, nella condizione patologica, si è osservata la formazione di vortici a bassa velocità e zone stagnanti all’interno della sacca aneurismatica, associate a elevati valori di Wall Shear Stress (WSS) e Oscillatory Shear Index (OSI), in particolare in prossimità del colletto aneurismatico. Tali condizioni suggeriscono un potenziale aumento del rischio di rottura della parete aneurismatica. L’inserimento dello stent ha mostrato una significativa deviazione del flusso, con una riduzione del volume ematico che penetra nell’aneurisma e un conseguente abbassamento dei valori di WSS e OSI. Il confronto tra stent con diversa porosità ha evidenziato che una porosità più bassa tende a deviare in modo più efficace il flusso ematico. Tuttavia, come riportato in letteratura, una riduzione eccessiva della porosità può comportare un aumento della rigidità del dispositivo, con possibili implicazioni cliniche. La scelta della porosità ottimale deve quindi essere contestualizzata caso per caso, bilanciando l’efficacia emodinamica rilevata dalla simulazione con le considerazioni biomeccaniche note dalla letteratura. I risultati ottenuti confermano il ruolo cruciale dello stenting endovascolare nella riduzione del rischio di rottura e nella possibile guarigione dell’aneurisma, sottolineando l’importanza della biofluidodinamica computazionale come strumento di supporto alla pianificazione e ottimizzazione degli interventi clinici.
2024
NUMERICAL SIMULATION OF ENDOVASCULAR STENTING IN CEREBRAL ANEURYSMS
Biofluidodinamica
Aneurisma cerebrale
Ansys Fluent
Stent flow diverter
Simulazione CFD
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