Análise hemodinâmica computacional de artérias coronárias idealizadas com stents cilíndricos e cônicos
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Zinani, Flávia Schwarz Franceschini | |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/8732272690265023 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Telöken, Kristian Nascimento | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/7872675642300399 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2024-02-05T15:52:02Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2024-02-05T15:52:02Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2024-01-04 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | In Brazil, most hospital admissions for the treatment of cardiovascular diseases involve coronary angioplasty procedures with the use of stents. However, a significant challenge is in-stent restenosis, which involves the accumulation of cells, requiring additional interventions. Despite efforts to improve the geometry and material of stents, a recent approach proposes the transition from cylindrical to conical stent geometry, aiming for better adaptation to the physiology of blood vessels. This study compares cylindrical and conical stents using Fluid-Structure Interaction (FSI) modelling and Computational Fluid Dynamics (CFD). Additionally, it explores the impact of different strut thicknesses (0.1 to 0.3 mm) in 12 simulations, 6 CFD, and 6 FSI, in models of cylindrical and conical arteries. Finite volume and finite element methods were employed to approximate the fluid and solid domains, respectively. Blood was modelled as non-Newtonian fluid using the Carreau model, with Womersley number ranging from 2.23 to 3.78 and Reynolds number from 251 to 381. A different velocity pulse was used for each artery type, with the same flow pulse. The solid domain was represented by the arterial wall and the stent, with their properties obtained through Granta Edupack software. Results highlight the importance of FSI analysis, revealing significant differences compared to CFD in terms of Oscillatory Shear Index (OSI), pressure differences, and Temporal Average Wall Shear Stress (TAWSS), where FSI modelling showed substantial differences over CFD modelling, confirming the significant importance of this analysis method. A greater difference was also achieved between different stent thicknesses, with three times lower stresses for the larger thickness compared to the smaller one. The FSI approach also provided promising results with stresses reaching approximately 25% of the material yield stress of the stent, indicating substantial potential for optimizing coronary stenosis treatment. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | No Brasil, a maioria das internações hospitalares para o tratamento de doenças cardiovasculares envolve procedimentos de angioplastia coronariana com o uso de stents. No entanto, um desafio significativo é a reestenose intra-stent, que envolve o acúmulo de células, exigindo intervenções adicionais. Apesar de esforços para melhorar a geometria e material dos stents, uma abordagem recente propõe a transição da geometria do stent de cilíndrica para cônica, visando uma melhor adaptação à fisiologia dos vasos sanguíneos. Este estudo compara stents cilíndricos e cônicos, utilizando modelagem de Interação Fluido Estrutura (FSI) e Fluidodinâmica Computacional (CFD). Além disso, explora o impacto de diferentes espessuras dos struts (0,1 a 0,3 mm) em 12 simulações, 6 de CFD e 6 de FSI, em modelos de artérias cilíndricas e cônicas. Métodos dos volumes finitos e elementos finitos foram empregados para aproximar os domínios fluido e sólido, respectivamente. O sangue foi modelado como fluido não-Newtoniano, através do modelo de Carreau, com número de Womersley variando de 2,23 a 3,78, e número de Reynolds de 251 a 381. Foi utilizado um pulso de velocidade diferente para cada tipo de artéria, sendo o mesmo pulso de vazão. O domínio sólido foi representado pela parede arterial e pelo stent, suas propriedades foram obtidas através do software Granta Edupack. Os resultados destacam a importância da análise com o método FSI, revelando diferenças significativas em relação ao CFD, tanto em termos de Índice de Oscilação Cisalhante (OSI), diferenças de pressão e Média Temporal de Tensão de Cisalhamento na Parede (TAWSS), onde, a modelagem por FSI entregou grandes diferenças sobre a modelagem em CFD, confirmando a grande importância deste método de análise. Uma maior diferença foi alcançada também entre as diferentes espessuras dos stents, chegando a tensões três vezes menores para a espessura maior em comparação com a menor. A abordagem de FSI também proporcionou resultados promissores com tensões que alcançaram aproximadamente 25% da tensão limite de escoamento do material do stent, indicando um potencial substancial para a otimização do tratamento de estenoses coronarianas. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12939 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Interação Fluido Estrutura (FSI) | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Fluidodinâmica Computacional (CFD) | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Stent cônico | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Strut | en |
| Assunto (dc.subject) | Índice de Oscilação Cisalhante (OSI) | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Estenose | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Fluid Structure Interaction (FSI) | en |
| Assunto (dc.subject) | Computational Fluid Dynamics (CFD) | en |
| Assunto (dc.subject) | Conical stent | en |
| Assunto (dc.subject) | Oscillatory Shear Index (OSI) | en |
| Assunto (dc.subject) | Stenosis | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica | pt_BR |
| Título (dc.title) | Análise hemodinâmica computacional de artérias coronárias idealizadas com stents cilíndricos e cônicos | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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