Realizzazione di modelli di aorta toracica fisiologica patient-specific per lo studio in vitro del flusso tramite tecniche velocimetriche

The aim of this work is to study the dynamics, through velocimetric techniques, of a fluid within a patient specific thoracic aorta phantoms made in laboratory. The aim is to understand which fluid dynamic phenomena occur in a healthy thoracic aorta during the cardiac cycle, thanks to a system that reproduces systemic circulation in vitro. The system used is the Pulse Duplicator located in the Hydraulic laboratory of the University of Cagliari. The advantage of using an in vitro system is the possibility of reproducing a specific experiment in the same way over and over and therefore study the characteristics of interest by eliminating the subjective variability of in vivo study. Furthermore, the physical modeling of hemodynamics in a patient's aorta can serve as a support to the interpretation of diagnostic images. For the realization of the aortas we started from CT images acquired by the Brotzu Hospital of Cagliari which were segmented and remodeled. Subsequently the aortas were printed in 3D and the printed models were used as a mold to produce transparent silicon phantoms.

L’obbiettivo di questo lavoro è studiare la dinamica, tramite l’utilizzo di tecniche velocimetriche, di un fluido all’interno di un’aorta toracica fisiologica patient specific realizzata in laboratorio. Lo scopo è di poter comprendere quali fenomeni fluidodinamici avvengono all’interno di un’aorta toracica fisiologica durante il ciclo cardiaco e di poterli studiare grazie all’utilizzo di un sistema che modellizza la circolazione sistemica in vitro. Il sistema utilizzato è il Duplicatore d’Impulso presente nel laboratorio di Idraulica dell’Università di Cagliari. Il vantaggio di utilizzare un sistema in vitro è la possibilità di riprodurre un determinato esperimento infinite volte allo stesso modo e dunque poter studiare gli le caratteristiche di interesse eliminando la variabilità soggettiva dello studio in vivo. Inoltre la modellazione fisica dell’emodinamica nell’aorta di un paziente può servire come supporto all’interpretazione delle immagini diagnostiche. Per la realizzazione delle aorte si è partiti da immagini TC acquisite dall’Azienda Ospedaliera Brotzu di Cagliari che sono state segmentate e rimodellate. Successivamente le aorte sono state stampate in 3D e i modello stampati sono stati utilizzati come stampo per ottenere i modelli in silicone trasparente.