Sobre a mecânica da parede de aneurismas intracranianos: avaliação da influência de leis hiperelásticas do tecido e sua heterogeneidade e a importância da curvatura na predição da ruptura.

Autor(es)

Iago Lessa Oliveira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ilha Solteira. 2022-06-29.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Ilha Solteira
• Data de defesa: 2022-06-20
• Orientador: José Luiz Gasche

Resumo

Os aneurismas intracranianos (AIs) são dilatações nas artérias cerebrais, que podem ocasionar grande perigo caso elas rompam, causando hemorragia intracraniana e possivelmente levando à morte do paciente — AIs apresentam uma taxa de mortalidade de até 50 %. A ruptura, porém, é difícil de prever e, atualmente, os tratamentos cirúrgicos também apresentam riscos para o paciente. Simulações numéricas do escoamento dentro de AIs têm sido amplamente utilizadas para estudá-los devido à conexão entre hemodinâmica e o início, crescimento e ruptura dos aneurismas. Embora deva ser modelado como um problema de interação fluido-sólido (IFS), a maioria desses trabalhos se concentrou exclusivamente na hemodinâmica, ignorando completamente o movimento da parede, por meio de modelagem de parede rígida, ou usando modelos bastante limitadas. Uma possível explicação é a escassez de medidas experimentais das propriedades mecânicas do tecido e também da espessura da parede, o que limita o uso de melhores modelos. Consequentemente, poucos trabalhos investigaram o impacto dos differents modelos do tecido de AIs em sua resposta mecânica, o que seria importante para tentar prever a ruptura, pois este é um evento que, teoricamente, depende dos níveis de tensão. Neste contexto, este trabalho investigou a influência de diferentes leis hiperelásticas e da heterogeneidade das propriedades mecânicas e da espessura na resposta mecânica de uma amostra de AIs rompidos e não rompidos. Simulações numéricas com geometrias vasculares reais foram realizadas usando a técnica de IFS unidirecional, implementada no solids4foam, uma extensão do OpenFOAM ® , na qual o escoamento é resolvido e aplicado como força motriz do movimento da parede. Diferentes modelos de morfologia de parede tiveram menor influência na resposta mecânica do que diferentes leis hiperelásticas. Também foi encontrado que os níveis de deformação foram mais sensíveis às leis hiperelásticas e propriedades do material do que a tensão de Cauchy, especialmente para os AIs rompidos, permitindo a identificação destes pelos níveis de deformação mais elevados ao invés da tensão. Além disso, a variável morfológica que melhor se correlacionou com regiões de alta tensão e deformação foi a curvatura da parede. Finalmente, essas descobertas podem ser usadas para orientar as decisões de modelagem em simulações com AIs e também sugerir novas métricas baseadas na curvatura da parede para prever a probabilidade de ruptura. (AU)

• Processo FAPESP: 17/18514-1 - Avaliação de modelos constitutivos reológicos para o tecido e de sua espessura na predição de ruptura de Aneurismas Intracranianos
• Beneficiário: Iago Lessa de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado