5,371 matches
-
este să o găsești”. Dificultatea provine și din gradul înalt de interdisciplinaritate pe care această abordare îl impune ca urmare a necesarului de informații provenind din medicină, biologie, structura materialelor, reconstrucția computerizată a imaginilor, generarea automată de rețele (mesh), mecanica fluidelor și a solidelor, rezolvări prin computere paralele etc. Referitor la studiile CFD marea întrebare se adresează acurateții unor asemenea analize și dacă diferite metode de achiziție a geometriei arteriale vor conduce la diferențe semnificative ale caracteristicilor hemodinamice simulate (Ross C.
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
a inițiat tehnici de vizualizare a fluxului pe întreaga lungime a aortei abdominale, de la nivelul porțiunii sale supraceliace până la nivelul bifurcațieie aorto-iliace, incluzând și curbatura aortei și ramurile sale principale. 1991 - K. Perktold et al studiază fluxul pulsatil al unui fluid newtonian într-o bifurcație arterială. 1991 - K. Perktold et al analizează efectul unghiului de bifurcație asupra condiției hemodinamice în modele de bifurcație ale arterelor carotide. 1992 - JE Moore studiază fluxul pulsatil într-un model idealizat de aortă abdominală în repaus
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
etc.). Un program de “postprocesare” convertește rezultatele în date fizice și biologice pe care le vizualizează. Van der Heide (unul dintre protagoniștii proiectului ASPIRE Advanced Surgical Planning Interactive Researche Env ronment) a emis o serie de principii-ghid ale geometriilor stilizate (Fluid solid interaction analysis of the flow through the abdominal aorta, 2000): i “faceți lucrurile cât mai simple dar nu le faceți simpluțe”; “analiza fiind limitată la o singură porțiune a sistemului, verificați cum influențează porțiunile omise partea luată în studiu
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
rol în atenuarea undei pulsului prin cele două tipuri de fibre (elastină și colagen); pulsatilitatea arterială asigură variația fluxului în timp (val în aorta ascendentă apoi reducerea sub jumătate din amplitudine pentru restul ciclului) asigurând instabilitatea fluxului; sângele este un fluid non-newtonian (suspensie de corpuri mici, deformabile, în concentrație de 40-50%). Pentru a modela în practică aceste elemente complexe trebuiesc acceptate o serie de abstractizări referitoare la caracteristicile arteriale - fig. 7.2. ei reali (Petriș A. Analiza computerizată a În literatură
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
Pot fi realizate modele 1D, 2D, 3D sau 4D (3D + timp). Modelarea 1D în sistemul arterial uman a fost inițiată de către Leonhard Euler (1775) prin derivarea unor ecuații diferențiale parțiale care exprimau conservarea masei și a momentului în cazul unui fluid inviscid. Nerecunoscând însă natura pulsatilă a fluxului Euler nu a ajuns la o soluție finală a ecuațiilor sale, atribuind eșecul unor isuperabilis difficultates. Natura pulsatilă a fluxului arterial a fost descrisă de către Thomas Young. Modelul 1D oferă soluții rapide pentru
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
1D oferă soluții rapide pentru decizii clinice în timp real: ecuațiile care generează aceste modele sunt obținute prin presupunerea existenței unui flux Poiseuille, cu aplicarea legii conservării masei și a momentum-ului într-un tub impermeabil prin care circulă un fluid inviscid, incompresibil, newtonian, tub în care variațiile de presiune sunt conectate cu variațiile ariei de secțiune. Geometriile realiste sunt extrase în modelele 2D cu respectarea unor premize: 1. secțiunile transversale sunt asimilate diametrelor; 2. angiografia evidențiază planul liniei de centru
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
este o măsură a acestei tendințe și este egal cu raportul negativ dintre strain-ul transversal (negativ pentru tensiunea axială, pozitiv pentru compresia axială) și strain-ul axial ( pozitiv pentru tensiunea axială, negativ pentru compresia axială). Ecuațiile Navier-Stokes descriu mișcarea fluidelor viscoase, rezultă din aplicarea legii a II-a a lui Newton la mișcarea fluidelor. Ele sunt ecuații diferențiale care, spre deosebire de ecuațiile algebrice nu stabilesc o relație explicită între variabilele de interes (de exemplu, între velocitate și presiune) ci între ratele
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
-ul transversal (negativ pentru tensiunea axială, pozitiv pentru compresia axială) și strain-ul axial ( pozitiv pentru tensiunea axială, negativ pentru compresia axială). Ecuațiile Navier-Stokes descriu mișcarea fluidelor viscoase, rezultă din aplicarea legii a II-a a lui Newton la mișcarea fluidelor. Ele sunt ecuații diferențiale care, spre deosebire de ecuațiile algebrice nu stabilesc o relație explicită între variabilele de interes (de exemplu, între velocitate și presiune) ci între ratele de modificare ale acestor variabile (de exemplu, în cazul unui fluid ideal - inviscid - ele
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
Newton la mișcarea fluidelor. Ele sunt ecuații diferențiale care, spre deosebire de ecuațiile algebrice nu stabilesc o relație explicită între variabilele de interes (de exemplu, între velocitate și presiune) ci între ratele de modificare ale acestor variabile (de exemplu, în cazul unui fluid ideal - inviscid - ele demonstrează faptul că accelerația, adică rata de modificare a velocității este proporțională cu gradientul presional (vezi și http://en.wikipedia.org/wiki/Navier Stokes equations). Acestea sunt ecuații ale momentumului, o reformulare a relației velocitate presiune și au
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
un număr egal de interpolări pentru velocitate și presiune; câmpul presional continuu și variabilele secundare (ex. vorticitatea și funcția fluxului - stream function) trebuiesc reconstituite. Ecuațiile Navier Stokes reprezintă o aproximare bazată pe ipoteza continuității fluxului care neglijează comportamentul molecular al fluidului. Derivata de ordin înalt este multiplicată cu un număr reprezentând inversul numărului Reynolds ceea ce duce la generarea de contururi subțiri și presupune utilizarea unor scale adecvate, ecuațiile sunt non liniare ceea ce face ca straturile interne subțiri să aibă poziții necunoscute
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
și probabil variabile în timp și în final, incompresibilitatea trebuie satisfăcută tot timpul ceea ce implică cuplarea globală a gradelor de libertate în timp (Fischer PF, Tufo HM). Se pot utiliza algoritme paralele pentru simularea adecvată a fluxurilor instabile în cazul fluidelor incompresibile în geometrii 3-D. Complexitatea acestor ecuații lau făcut pe Kim H. Parker să afirme (ironic) în cursul său inaugural (parafrazându-l pe W. Harvey): “Dacă Dumnezeu ar fi dorit ca noi să înțelegem fluxul sanguin prin artere, nu ar
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
au demonstrat Wood et al, 2006. Pentru artera cu perete flexibil modelele disponibile sunt: isotropia elastică, anisotropia elastică (des utilizată peretele arterial real conținând elestină, colagen, mușchi neted), incompresibilitatea elastică, viscoelasticitatea (întindere, relaxare, histerezis). Modelarea pentru sânge (care este un fluid viscoplastic non-newtonian incompresibil) este satisfăcută doar de către modelul Casson. Vâscozitatea sanguină poate fi descrisă în trei regimuri: elastic, newtonian și plastic. Condițiile de limită se aplică pentru cele două compartimente în interacțiune (fluid, solid) rezultând două seturi distincte: A. condițiile
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
satisfăcută doar de către modelul Casson. Vâscozitatea sanguină poate fi descrisă în trei regimuri: elastic, newtonian și plastic. Condițiile de limită se aplică pentru cele două compartimente în interacțiune (fluid, solid) rezultând două seturi distincte: A. condițiile de intrare (inlet) pentru fluid: pentru distribuția spațială flux cu profil plat (plug f ow), flux cu profil parabolic; flux Womersley. l tpentru distribuția temporală : flux stabil (s eady) sau flux pulsatil. B. condițiile de ieșire (outlet) pentru fluid, referitoare la patul vascular din aval
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
A. condițiile de intrare (inlet) pentru fluid: pentru distribuția spațială flux cu profil plat (plug f ow), flux cu profil parabolic; flux Womersley. l tpentru distribuția temporală : flux stabil (s eady) sau flux pulsatil. B. condițiile de ieșire (outlet) pentru fluid, referitoare la patul vascular din aval: presiune zero, presiune constantă, P = Q x R, modelul parametrului global, modele de propagare unidirecțională a undei, teoria Womersley, teoria rețelei etc. Majoritatea modelelor utilizează însă o simulare cu presiune zero la ieșire. C.
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
prin LDA) evidențiază într-un model de sticlă separarea fluxului atât în perioada de accelerare cât și în cea de decelerare, influențe importante asupra velocităților periparietale, anomalii fazice asociate aterosclerozei. În 2002 am efectuat analiza computerizată a fluxului (CFD Computational Fluid Dynamic) la nivelul a patru tipuri de bifurcații aorto-iliace descrise mai sus (A, B, C și D). Pentru analiză s-a utilizat un program CFD comercial - Algor (Superdraw III, Algor Inc, MESI Multiphysics modulul pentru analiza fluidelor) care a funcționat
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
fluxului (CFD Computational Fluid Dynamic) la nivelul a patru tipuri de bifurcații aorto-iliace descrise mai sus (A, B, C și D). Pentru analiză s-a utilizat un program CFD comercial - Algor (Superdraw III, Algor Inc, MESI Multiphysics modulul pentru analiza fluidelor) care a funcționat în mediu Windows. Etapele principale ale analizei au constat din (fig. 7.8): utilizarea programului CAD (Computer Aided Design) pentru a extrage informația referitoare la geometria lumenului arterial de pe angiografia DSA. Aceasta reprezintă cea mai importantă etapă
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
determinărilor. simulările computerizate au fost realizate în 2-D; fluxul a fost considerat stabil (fără accelerație sau decelerație), incompresibil (număr Mach = 0) cu un profil parabolic al velocității la intrarea în aorta distală (inlet); s-a considerat că sângele este un fluid newtonian (vâscozitatea este considerată a fi constantă); peretele vascular s-a considerat a fi rigid, non-slip (viteza sângelui de-a lungul peretelui vascular este zero); nu au fost luate în considerație forțele externe cu acțiune asupra peretelui vascular, sarcini sau
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
în cursul ciclului pulsatil, transportul de masă, timpul de rezidență a particulelor, variațiile geometrice arteriale etc.). Se acordă atenție cuplării biomecanico-biochimice (A. Quarteroni)36 în cadrul interacțiunii complexe fluid-structură: cuplarea biomecanică algoritmul care descrie transferul de energie la nivel macroscopic dintre fluid și structură; cuplarea biochimică absorția unor substanțe (oxigen, lipide, medicamente etc) la nivel parietal urmată de transport, difuziune și kinetică. TeraGrid (NATIONAL SCIENCE FOUNDATION TeraGrid) Un proiect recent având drept scop simularea și vizualizarea sistemului arterial uman utilizează o abordare
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
ca și inginerul își va petrece timpul lucrând cu un sistem CAD” - fig. 7.13. Progresele înregistrate de “știința calculatorului” fac această relație și mai amiabilă. Unul câte unul, miturile CFD sunt destrămate (Weinhold I. The Myths of CFD. Computational fluid dynamics works better, and is easier than you think. http://machinedesign.com/ContentItem/71840/TheMythsof CFD.aspx): Mitul 1. CFD este prea dificilă. Datele actuale arată cu 58% dintre ingineri nu cunosc problematica CFD sau au probleme cu înțelegerea aspectelor
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
and is easier than you think. http://machinedesign.com/ContentItem/71840/TheMythsof CFD.aspx): Mitul 1. CFD este prea dificilă. Datele actuale arată cu 58% dintre ingineri nu cunosc problematica CFD sau au probleme cu înțelegerea aspectelor legate de dinamica fluidelor (situație mult mai des întâlnită în cazul medicilor!). O simulare eficientă impune o meșare adecvată, stabilirea unor condiții adecvate pentru limite și selectarea unor setări pentru solver care să asigure convergența rezultatelor. Actualmente majoritatea pachetelor CFD utilizează însă 3D-CAD care
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
pachetelor CFD utilizează însă 3D-CAD care generează automat meșele și stabilește parametrii fluxului pe baza caracteristicilor objectbased. Mitul 2. CFD durează prea mult. Noile pachete CFD au automatizat și această etapă. Datele native 3D CAD sunt utilizate direct pentru simulările fluid flux fără translări sau copieri. Datele de bază pentru simulările de flux (proprietățile materialelor componente și condițiile de limită) sunt conectate asociativ cu modelul CAD. Programele CFD analizează modelul CAD, identifică regiunile de fluid și solid creând meșe care nu
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
CAD sunt utilizate direct pentru simulările fluid flux fără translări sau copieri. Datele de bază pentru simulările de flux (proprietățile materialelor componente și condițiile de limită) sunt conectate asociativ cu modelul CAD. Programele CFD analizează modelul CAD, identifică regiunile de fluid și solid creând meșe care nu mai trebuiesc “reparate”, ceea ce scurtează semnificativ durata analizelor CFD. Mitul 3. CFD costă prea mult: costă sofware-ul, costă expertul și costă supercomputerul. Acum prețul software-ului este de aproximativ 4500 $/an, analiza poate fi
Factorul de risc geometric în arteriopatiile obliterante aterosclerotice by Antoniu Octavian Petriş () [Corola-publishinghouse/Science/1161_a_2068]
-
probabil, metafora cea mai frumoasă a poemului. Ea marchează capătul procesului, semnalat mai Înainte, de materializare a elementelor aeriene, de „degradare” a lor pe măsură ce se Îndepărtează de arhetipurile pure. Ele și-au păstrat fluiditatea (au devenit un imens foc), dar fluidul a luat, acum, forma unei paste impure. Fluidul (focul) și-a schimbat și statutul imagistic: și-a pierdut calitatea purificatoare. Dintr-o energie luminoasă (o materie superioară care unește două Însușiri fundamentale: forța și lumina), focul a devenit o energie
[Corola-publishinghouse/Science/1935_a_3260]
-
marchează capătul procesului, semnalat mai Înainte, de materializare a elementelor aeriene, de „degradare” a lor pe măsură ce se Îndepărtează de arhetipurile pure. Ele și-au păstrat fluiditatea (au devenit un imens foc), dar fluidul a luat, acum, forma unei paste impure. Fluidul (focul) și-a schimbat și statutul imagistic: și-a pierdut calitatea purificatoare. Dintr-o energie luminoasă (o materie superioară care unește două Însușiri fundamentale: forța și lumina), focul a devenit o energie murdară (noroioasă), pedepsitoare (este sugerată și o simbolistică
[Corola-publishinghouse/Science/1935_a_3260]
-
magnific care „turbă, mușcă, sare”, În fine, scutul de fer săpat pe care sînt gravate insignele imperiului. Aceasta este teza, forța luminoasă a mitului, binele În dialectica maniheistă a poemului. Antiteza e figurată prin imagini din altă sferă de elemente: fluide, covîrșitoare ca număr, inconsistente ca structură. Mai Întîi un vuiet surd, grozave șoapte, zgomot lung, Înădușit, apariția, apoi, a oardelor ca un nor negru ce se lățește și acoperă orizontul. Norul devine o hidră, hidra se metamorfozează În neguri otrăvitoare
[Corola-publishinghouse/Science/1935_a_3260]