Estudo do comportamento biomecânico de aneurismas cerebrais

• Autor(a) principal: Cardoso, Cátia
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/12838
• topic: Aneurisma cerebral; Dinâmica de fluidos computacional; Análise estrutural; PDMS; Modelos híper-elásticos

Os aneurismas cerebrais são dilatações patológicas das artérias cerebrais e são conhecidos como um dos eventos cerebrovasculares mais comuns e graves. A maioria dos aneurismas cerebrais não provoca sintomas até que atinjam grandes dimensões, começando a vazar sangue ou a romperem-se. Este projeto tem como principal objetivo a caracterização do comportamento biomecânico de aneurismas, tendo em consideração diferentes parâmetros geométricos e fisiológicos. Com esta caracterização pretende-se analisar o comportamento da parede de um vaso sanguíneo durante a formação de um aneurisma e, dessa forma, entender o que leva à sua formação e onde são as zonas mais propícias à sua rutura. No presente trabalho foram realizados estudos numéricos para geometrias simplificadas de vasos sanguíneos, mais concretamente, três canais circulares - um simples e dois com aneurismas - considerando-se que todos eram de polidimetilsiloxano (PDMS), uma vez que este material possui propriedades híper-elásticas tal como os vasos sanguíneos e, normalmente, é um material utilizado com muita frequência nos estudos experimentais. Aplicaram-se diferentes modelos constitutivos ao PDMS que foram aproximados por uma curva de tensão/deformação que contém valores experimentais de um ensaio de tração de um provete normalizado de PDMS. Nos vários estudos foram utilizados dois módulos do software Ansys®, sendo eles, o Fluid Flow (Fluent) e o Static Structural. O primeiro usou-se para fazer a simulação do escoamento do fluido (sangue e glicerina 60%) em cada canal, permitindo calcular a variação da pressão exercida pelo fluido na parede do canal, a velocidade ao longo do percurso deste e a existência ou inexistência de recirculação sanguínea no interior do aneurisma, para diferentes condições de operação. No Static Structural foi executado o estudo estrutural dos canais, calculando-se os deslocamentos totais, os deslocamentos direcionais (X, Y e Z), as deformações, as tensões normais e as tensões de corte, permitindo assim, visualizar as zonas do canal que estão sobre maior tensão. Ao longo destes estudos concluiu-se que a nível qualitativo, qualquer modelo constitutivo estudado pode ser utilizado, pois todos mostram o mesmo tipo de distribuição de deslocamentos e deformações. Concluiu-se também que com o aumento da velocidade de entrada, o fenómeno de recirculação sanguínea torna-se mais acentuado, fazendo com que o fluido se aproxime mais para junto das paredes do aneurisma. Os valores máximos dos deslocamentos ocorreram nas laterais do aneurisma e as deformações máximas, para além das laterais do aneurisma, verificaram-se também na passagem do canal para o aneurisma e do aneurisma para o canal, sendo estas as zonas onde há uma alteração “brusca” da geometria.