Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/10457
Title: Ανάπτυξη και εφαρμογή μοντέλου προσομοίωσης αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού και διφασικού μοντέλου ροής για τον προσδιορισμό ρευστοδυναμικών παραμέτρων με στόχο την πρόβλεψη ρήξης ενδοκρανιακών ανευρυσμάτων
Other Titles: Development and implementation of fluid-structure interaction model and 2-phase flow model for determining parameters to predict intracranial aneurysms rapture
Authors: Λαμπρόπουλος, Δημήτριος
Keywords: Ανευρύσματα
Αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού
Προσομοίωση
Keywords (translated): Aneurysms
Fluid structure interaction
Simulation
Abstract: Στην παρούσα Εργασία μελετάται η ανάπτυξη μοντέλων προσομοίωσης αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού (fluid structure interaction) τα οποία εφαρμόζονται σε ανευρύσματα της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας με σκοπό την ανάδειξη των αιμοδυναμικών χαρακτηριστικών του ανευρύσματος στη συγκεκριμένη περιοχή. Αρχικά γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του ιατρικού προβλήματος ώστε να γίνει κατανοητή η σπουδαιότητα της ανάπτυξης του υπολογιστικού μοντέλου με σκοπό τον υπολογισμό παραμέτρων οι οποίες μπορούν να φανούν χρήσιμες. Κατά τη διάρκεια ανάπτυξης του μοντέλου χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ασθενών από το Πανεπιστήμιο Emory που εδρεύει στην πόλη της Ατλάντα των Η.Π.Α. (http://ecm2.mathcs.emory.edu/aneuriskweb. Emory University, Department of Math & CS, 2012.). Τα δεδομένα αυτά αποτελούνταν από τρισδιάστατες γεωμετρίες ενδοκρανιακών ανευρυσμάτων τα οποίο εντοπίζονταν στην περιοχή της μέσης εγκεφαλικής αρτηρίας. Από αυτά τα δεδομένα επιλέχθηκαν τρεις περιπτώσεις ασθενών που είχαν υποστεί ρήξη και τρεις περιπτώσεις ασθενών που δεν είχαν υποστεί ρήξη. Η επιλογή αυτή έγινε με γνώμονα την διερεύνηση τυχών διαφορών στους αιμοδυναμικούς δείκτες που θα εξαχθούν από το μοντέλα ρευστοδυναμικής που θα αναπτύξουμε. Οι γεωμετρίες που πάρθηκαν από το Πανεπιστήμιο Emory υπέστησαν μια μικρή επεξεργασία στο λογισμικό Geomagic® και εν συνεχεία εισήχθησαν στο λογισμικό εμπορικού κώδικα ANSYS™ όπου και αναπτύχθηκε το υπολογιστικό μοντέλο το οποίο περιείχε και την αλληλεπίδραση ρευστού και στερεού. Επίσης, έγινε χρήση ενός διφασικού μοντέλου ροής του αίματος το οποίο περιλαμβάνει τα ερυθρά αιμοσφαίρια και το πλάσμα. Το μοντέλο αυτό συνδυάστηκε με την αλληλεπίδραση ρευστού-στερεού και συγκρίθηκε με πιο απλά μοντέλα ροής του αίματος που χρησιμοποιούσαμε έως τώρα. Επίσης έγινε χρήση μιας πιο εξελιγμένης μεθόδου για την μοντελοποίηση του αρτηριακού τοιχώματος και του ανευρύσματος η οποία προβλέπει τη ρεαλιστικότερη θεώρηση του ως υπερελαστικό υλικό (Mooney Rivlin model).
Abstract (translated): In the present M.Sc thesis we study the development of fluid-solid interaction simulation models which are applied to aneurysms of the middle cerebral artery in order to study the hemodynamic characteristics of the aneurysm. Initially, a brief presentation of the medical problem is made, to understand the importance of developing the computational model for the calculation of parameters that can be useful. In the models developed at this study, patient data used by the Emory University based in the city of Atlanta, USA (Http://ecm2.mathcs.emory.edu/aneuriskweb. Emory University, Department of Math & CS, 2012.). These data consisted of three dimensional geometries of intracranial aneurysms which were located in the middle cerebral artery region. From these data, three cases of patients having ruptured aneurysms and three patients who didn’t have ruptured aneurysms were selected. This selection was based on investigations fortunes differences in hemodynamic indices drawn from the fluid dynamics models that will be developed. The geometries taken from the Emory University were edited in Geomagic® software and then imported to the commercial code ANSYS ™ software where a computationalmodel was developed. Also, use was made of a two-phase flow model of blood comprising red blood cells and plasma. This model was combined with the fluid-solid interaction and compared with less complex blood flow models we used hitherto. A more sophisticated method for the modeling of the arterial wall and aneurysm which provides more realistic view of a hyperelastic material (Mooney-Rivlin model) was used.
Appears in Collections:Τμήμα Ιατρικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Lampropoulos(med).pdf4.8 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.