Simulazione dell'impianto di un dispositivo per la chiusura dell'appendice atriale sinistra : dalle immagini cliniche ad un modello computazionale di atrio

Atrial fibrillation is the most common arrhythmia in adults and is related to an increased risk of thrombus formation. The most common site for thrombogenesis is the left atrial appendage, a protrusion of the atrium in which blood stasis occurs. The standard treatment, based on anticoagulant drugs, has several contraindications. In unfit patients, occlusion of the left atrial appendage by endocardial devices is a viable alternative. Given the morphological variability of the implant site and the complexity of the procedure, careful preoperative planning is required. Computational models represent a useful tool at this stage as they allow prediction of the outcome of the procedure in patient-specific anatomies. In the present work, a computational finite element model for the simulation of atrial appendage occlusion is developed through a systematic approach, with detailed care to the modeling of the left atrium, an aspect that has been little explored in previous works. The model of the atrium was built from clinical images, characterizing it in terms of morphology during the cardiac cycle and elastic mechanical properties. Subsequently, the influence of different simulation parameters on the behavior of both the atrium and an implanted device was investigated. As an example, a validated numerical model of the Watchman FLX device was developed.

La fibrillazione atriale è l’aritmia più comune negli adulti ed è correlata ad un aumentato rischio di formazioni di trombi. Il sito più comune per la trombogenesi è l’appendice atriale sinistra, una protrusione dell’atrio in cui si verifica stasi del sangue. Il trattamento standard, a base di farmaci anticoagulanti, presenta diverse controindicazioni. Nei pazienti non idonei, una valida alternativa è rappresentata dall’occlusione dell’auricola mediante dispositivi endocardici. Data la variabilità morfologica del sito d’impianto e la complessità dell’intervento, è richiesta un’attenta pianificazione preoperatoria. I modelli computazionali rappresentano uno strumento utile in questa fase poiché permettono di predire l’esito della procedura in un’anatomia paziente specifica. Nel presente lavoro viene sviluppato tramite un approccio sistematico un modello computazionale ad elementi finiti per la simulazione dell’occlusione dell’appendice atriale, con particolare attenzione alla modellazione dell’atrio sinistro, aspetto poco approfondito nei precedenti lavori. Il modello dell’atrio è stato realizzato a partire da immagini cliniche, caratterizzandolo in termini di morfologia durante il ciclo cardiaco e di proprietà meccaniche elastiche. Successivamente, è stata investigata l'influenza di diversi parametri di simulazione sul comportamento sia dell’atrio sia di un dispositivo a seguito dell’impianto. A titolo esemplificativo, è stato sviluppato un modello numerico validato del dispositivo Watchman FLX.