Studio computazionale dell'influenza della fluidodinamica sulla crescita di aneurismi addominali

The severity of aortic abdominal aneurysms and the rates of death associated with their rupture have led this disease to be the focus of numerous studies. However, the problem of assessing the risk induced by the presence of aneurysm, at the abdominal aortic level, has great limitations at the clinical scale, where the measurement of the maximum transversal diameter is not the most accurate index to estimate the risk of rupture of the aneurysmatic sac. The thesis works falls within this scenario. In particular, it studies how much the fluid dynamics of the blood is involved in the growth of aortic abdominal aneurysms, and consequently in their risk of rupture. The novelty of the present work lies in the possibility of having available evolutionary radiological images, relating to patients who, suffering from aortic abdominal aneurysm, for many different reasons, have been exposed to multiple CT scans at different years, thus allowing to have a clear view of the evolution of the disease. To do this, the contribution of clinical material provided by Professor Domanin, surgeon of the Division of Vascular Surgery, and the Division of Radiology, both at the Cà Granda Policlinico Hospital in Milan, was fundamental. After having reconstructed the meshes, for each patient, relative to the different moments of time analyzed (PI_2014, PI_2016; PII_2005, PII_2017), a first evaluation was made on the morphological change suffered over time by the aneurysms, to try to correlate the displacements of vessel wall to the analysis of hemodynamics. Following a computational fluid dynamic study was conducted and it was deduced that, in the case of saccular aneurysm, it is possible to find a clear correlation between the displacement of the vessel wall and the impact of blood flow against it, while in the case of fusiform aneurysm its evolution would seem to be more related to blood pressure rather than viscous contributions.

La pericolosità degli aneurismi addominali aortici e le percentuali di decesso legate alla loro rottura hanno portato tale patologia ad essere, da sempre, al centro di numerosi studi. La problematica di valutare però il rischio indotto dalla presenza dell’aneurisma, a livello aortico addominale, trova grandi limiti a livello clinico, dove la misurazione del diametro trasversale massimo non risulta complessivamente essere l’indice più veritiero per stimare il rischio di rottura della sacca aneurismatica. Il lavoro di tesi si pone all’interno di tale scenario. In particolare studia quanto la fluidodinamica del sangue sia coinvolta nella crescita degli aneurismi addominali aortici, e conseguentemente nel loro rischio di rottura. La novità del seguente lavoro risiede nella possibilità di avere a disposizioni immagini radiologiche evolutive, relative a pazienti che, affetti da aneurisma addominale aortico, per molteplici e diverse ragioni, sono stati sottoposti a più TAC in diversi anni, permettendo quindi di avere una visione chiara dell’evoluzione della patologia. Per fare ciò è stato dunque fondamentale il contributo di materiale clinico fornito dal professor Domanin, chirurgo della Divisione di Chirurgia Vascolare, e dalla Divisione di Radiologia, entrambe presso dell’Ospedale Cà Granda Policlinico di Milano. Dopo aver ricostruito le mesh, per ciascun paziente, relative ai diversi istanti di tempo analizzati (PI_2014, PI_2016; PII_2005, PII_2017), è stata fatta una prima valutazione sulla modifica morfologica subita nel tempo dagli aneurismi, per tentare di correlare gli spostamenti della parete del vaso all'analisi dell'emodinamica. A seguire è stato condotto uno studio fluidodinamico computazionale ed è stato dedotto che, nel caso di aneurisma sacculare, è possibile riscontrare una correlazione evidente tra lo spostamento della parete del vaso e l’impatto del flusso sanguigno contro la stessa, mentre nel caso di aneurisma fusiforme la sua evoluzione sembrerebbe essere maggiormente legata a contributi pressori piuttosto che viscosi.