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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-12122016-095324
Document
Auteur
Nom complet
Paulo Vinícius Miyuki Yamabe
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2016
Directeur
Jury
Silva, Emilio Carlos Nelli (Président)
Andrade, Aron Jose Pazin de
Burr, Karl Peter
Titre en anglais
Study of a methodology to evaluate the severity of obstructed coronary arteries with the aid of computer simulations.
Mots-clés en anglais
Biomedical engineering
Computer simulations
Finite element method
Hemodynamics
Resumé en anglais
Computer simulations have become a great tool to assist the medical field. The present work is a study of a non-invasive patient-specific methodology to evaluate the hemodynamic importance of coronary stenosis using computer simulations. The severity of the lesion is evaluated by the Fractional Flow Reserve, calculated by the pressure gradient before and after the lesion. The geometry models are obtained from medical images of Computed Tomography Angiography exams, and the simulations considers the pulsatile flow and the blood as a non-Newtonian fluid. The governing equations of the blood flow are solved by using Finite Element Method applied to the numerical method called Incremental Pressure Correction Scheme, and with the aid of the libraries from the open-source software FEniCS. Computer simulations of three different patients are performed and the results are compared with the invasive FFR measurements. The methodology proposed shows to be feasible in the study and analysis of stenosed coronaries.
Titre en portugais
Estudo de uma metodologia para avaliar a severidade de artérias coronárias obstruídas com o auxílio de simulações computacionais.
Mots-clés en portugais
Bioengenharia
Hemodinâmica
Método dos elementos finitos
Simulações computacionais
Resumé en portugais
Simulações computacionais tornaram-se uma excelente ferramenta para auxiliar a área médica. O presente trabalho é um estudo de uma metodologia não invasiva para avaliar a importância hemodinâmica de artérias coronárias com estenose através do uso de simulações computacionais. A severidade da lesão da artéria é avaliada através do Fractional Flow Reserve, calculado pelo gradiente de pressão antes e depois da lesão. Os modelos geométricos computacionais foram obtidos a partir de imagens médicas de exames de Angiografia por Tomografia Computadorizada e as simulações consideram o fluxo pulsátil e as propriedades não-Newtonianas do sangue. As equações governantes do fluxo de sangue são resolvidas utilizando o Método dos Elementos Finitos aplicado ao método numérico chamado Incremental Pressure Correction Scheme, e com o uso de bibliotecas do programa em código aberto FEniCS. Foram realizados simulações de três pacientes e os resultados foram confrontados com as medidas invasivas do FFR. A metodologia proposta mostrou-se viável para o estudo e análise de coronárias com estenose.
 
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Date de Publication
2016-12-13
 
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