Analisi del ruolo delle forze emofluidodinamiche dinamiche nella espansione degli AAA

L’aneurisma dell'aorta addominale (AAA) è una malattia degenerativa che rappresenta la 13a causa di morte nel mondo occidentale, con una maggiore incidenza nella popolazione maschile di età superiore ai 65 anni.

Se non trattata può evolvere verso la rottura, un evento clinico grave associato ad alti tassi di mortalità e morbilità. Le differenti tecniche di riparazione non sono tuttavia prive di rischi. Diventa quindi cruciale decidere quando il rischio di rottura giustifica i rischi connessi con la chirurgia.

Nonostante lo sviluppo di alcuni indici, come p.es il calcolo della espansione dell’AAA nel tempo o lo sviluppo di indici di stress di parete, allo stato attuale la stima del rischio si basa ancora su misurazioni empiriche come quella del diametro massimale dell’AAA.

L’AAA non è però assimilabile a una forma geometrica ideale ma è caratterizzato da una morfologia specifica per ogni caso, dalla presenza o meno del trombo e, piu’ in generale, da un comportamento anisotropico.

Un'ipotesi ragionevole è che questa anisotropia sia in parte dovuti all'azione dell’emodinamica, cioè dalla pressione dinamica del getto incidente sul muro, che a sua volta deriva  dalla alterata anatomia dell'AAA.

I progressi tecnologici nei campi dell’imaging biomedico e della Fluidodinamica Computazionale (CFD) ci danno la possibilità di concentrarci direttamente e quantitativamente su questo problema: infatti, il recupero degli spostamenti della parete degli AAA è reso possibile dall’uso di TC 4D sincronizzate con il ciclo cardiaco.

In questa maniera è possibile ricostruire una morfologia dettagliata dell’AAA paziente-specifica creando un modello di superficie che viene trasformata in mesh volumetriche lineari tetraedriche (nel range da 1.1 a 2.2 milioni di elementi).

A questo punto, imponendo all’ingresso una portata rappresentativa dell’impulso fisiologico, vengono ricostruite simulazioni numeriche della CFD aortica mediante il codice agli elementi finiti LifeV. Dalla CFD cosi’ ottenuta è possibile ricostruire il campo delle pressioni, le streamlines delle velocità e, per post processing, mappe del Wall shear stress (WSS) della superficie di flusso del lume aortico. L'analisi statistica della correlazione tra i campi di spostamento e le mappe del WSS consente di ottenere una misura quantitativa delle forze emodinamiche in campo che potrebbero avere un ruolo nell’espansione e nella rottura degli AAA.

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