Sviluppo e implementazione di un modello masse-molle per la simulazione rapida di procedure di espansione di stent endovascolari balloon-expandable

Today the percutaneous intervention for treating a dysfunctional Right Ventricular Outflow Tract (RVOT) is the Percutaneous Pulmonary Valve Implantation (PPVI). This procedure involves intra- or peri-operative risks, among which one of the most frequent is the fracture of the implanted valved stent; to reduce the onset of this problem, before the PPVI, a prestenting procedure is performed with the implantation of a CP stent. To simulate the procedure and predict any risks and problems today FEM models, accurate but slow, are used. In this work a Mass-Spring (MS) model of CP stent has been implemented; it allows a rapid simulation of free expansion; the stent model was completed with construction springs that would provide otherwise absent flexural stiffness. The MS model is then compared with the FEM beam to evaluate the mechanical behavior and with the FEM truss to test the quality of the implemented solver. Simulation times are reduced by 98% with the use of the MS model, with errors, in terms of final configuration, lower than 10%.

Ad oggi l'intervento percutaneo d'elezione per il trattamento di un Right Ventricular Outflow Tract(RVOT) disfunzionale è la Percutaneous Pulmonary Valve Implantation (PPVI). A questa procedura sono legati rischi intra- o peri-operatori, tra cui uno dei più frequenti è la frattura dello stent valvolato impiantato; per ridurre l'insorgenza di questo problema è effettuata, prima della PPVI, una procedura di pre-stenting con l'impianto di un CP stent. Per simulare la procedura e predirne eventuali rischi e problemi ad oggi si utilizzano modelli FEM, accurati ma lenti. In questo lavoro è stato implementato un modello Masse-Molle (MM) di CP stent che permette una simulazione rapida dell'espansione libera; il modello di stent è stato completato con delle molle di costruzione che fornissero una rigidezza flessionale altrimenti assente. Il modello MM è poi confrontato con il modello FEM beam per valutare il comportamento meccanico e con il modello FEM truss per testare la bontà del solutore implementato. I tempi di simulazione sono ridotti del 98% con l'utilizzo del modello MM, con errori, in termini di configurazione finale, inferiori al 10%.