Development of an MRI-based finite element cardiac model for repaired Tetralogy of Fallot biomechanical characterization

Tetralogy of Fallot is the most common congenital heart disease. Adults with repaired Tetralogy of Fallot develop late complications, leading to sudden cardiac death. The prevalent clinical event is the pulmonary regurgitation due to pulmonary valve insufficiency, resulting in right ventricle volume overload and dilatation, and leading, over time, to ventricular dysfunction. The pathological mechanism that leads to right ventricle cardiac failure is still unclear. Aim of this thesis project is the development of an MRI-based biventricular cardiac modelling workflow to provide biomechanical insights of the pathophysiological progression of the disease through a finite element (FE) approach. This will permit investigating potential indicators of the ventricular functional status and, consequently, identifying potential factors determining the ventricular impairment in order to assist the healthcare in the treatment of this cardiac condition.

La tetralogia di Fallot è la cardiopatia congenita più comune. Gli adulti con tetralogia di Fallot corretta sviluppano complicazioni tardive, che portano a morte cardiaca improvvisa. L'evento clinico prevalente è il rigurgito polmonare dovuto a insufficienza della valvola polmonare, con conseguente sovraccarico e dilatazione del ventricolo destro e progressiva alterazione funzionale ventricolare. Il meccanismo patologico che porta alla disfunzione del ventricolo destro è ancora sconosciuto. Scopo di questo progetto di tesi è lo sviluppo di un flusso di lavoro, basato su risonanza magnetica, per la modellizzazione cardiaca biventricolare paziente-specifica. Il fine è quello di fornire una visione biomeccanica della patofisiologia della malattia attraverso un approccio a elementi finiti, indagando potenziali indicatori dello stato funzionale ventricolare e, di conseguenza, potenziali fattori determinanti la compromissione ventricolare con lo scopo di assistere l'assistenza sanitaria nel trattamento di questa particolare condizione.