Escoamento sanguíneo pulsado na artéria aorta abdominal infra-renal e nas bifurcações das artérias ilíacas

Dissertação de Mestrado em Engenharia BiomédicaO principal objetivo da presente tese consistiu no estudo do fluxo sanguíneo com comportamento newtoniano durante um ciclo cardíaco, em zonas específicas da artéria aorta abdominal infra-renal e das artérias ilíacas, com a intenção de melhorar a compreensão da hemodinâmica nas bifurcações das artérias. A investigação foi realizada para o estudo de caso de um paciente específico. As simulações computacionais foram realizadas na região arterial que foi reconstruída a partir de imagens médicas adquiridas por Tomografia Axial Computadorizada (TAC), sem e com um modelo de aneurisma inserido na aorta abdominal infra-renal. Para investigar os efeitos do aneurisma na hemodinâmica foram realizadas simulações na artéria saudável e aneurismática considerando o escoamento em regime laminar (RL) e turbulento (RT). Para o regime turbulento usou-se o modelo de transição SST (Shear Stress Transport). Foram avaliados os efeitos do aneurisma e da escolha do regime de escoamento (laminar ou turbulento) nas seguintes variáveis: distribuição das velocidades, das pressões, das tensões de corte nas paredes (TCP) e de índices hemodinâmicos (IH) baseados nas tensões de corte desenvolvidas nas paredes. Outra característica deste trabalho é o facto do estudo hemodinâmico ter sido realizado em locais específicos da artéria, como a bifurcação da artéria aorta abdominal e as bifurcações ilíacas, uma vez que estas são zonas que apresentam maiores tortuosidades e variações do diâmetro arterial.The main objective of the present thesis was to study the blood flow with newtonian behavior during a cardiac cycle, in specific areas of the infra-renal abdominal aorta and of the iliac arteries, aiming at improving the understanding of hemodynamics in the bifurcations of the arteries. This research was carried out for a case study of a specific patient. Computational simulations were performed in the arterial region which was reconstructed from medical images acquired by Computed Tomography, without and with an aneurysm model inserted into the infra-renal abdominal aorta. To investigate the effects of the aneurysm on hemodynamic, simulations were performed in the healthy and aneurysmal artery considering laminar and turbulent flows. For the turbulent regime, the transition SST (Shear-Stress Transport) model was used. The effects of the aneurysm and the choice of the flow regime (laminar or turbulent) were evaluated in the following variables: distribution of the velocity, pressures, wall shear stress and in the hemodynamic indices based on wall shear stresses. Another feature of this work is that the hemodynamic study has been performed at specific zones of the artery, such as the bifurcation of the abdominal aorta artery and iliac bifurcations, since these are zones that present higher tortuosities and arterial diameter variations