Τεχνικές απεικόνισης ηλεκτρικών πεδίων που προκύπτουν σε ανευρύσματα/ στενώσεις αρτηριών με μεθόδους της μαγνητοϋδροδυναμικής

Δουλκερίδης, Σταύρος

Electrical field imaging techniques in arterial aneurysms / narrowing by magnetohydrodynamic methods

Διπλωματική εργασία

Author

Δουλκερίδης, Σταύρος

Date

2021-07-28

Advisor

Sarris, Ioannis
Τσακιρίδης, Οδυσσέας

Διπλωματική Εργασία (260.5Mb)

Keywords

Καρδιαγγειακό σύστημα ; Μέθοδος πεπερασµένων στοιχείων ; Απεικονιστικές τεχνικές ; Υπολογιστική ρευστομηχανική ; Μηχανική ρευστών ; Μαγνητοϋδροδυναμική ; Μαγνητικά πεδία ; Αθηρωματική πλάκα ; Αγγεία ; Αρτηρίες ; Αθήρωμα ; Στενώσεις αγγείων ; Προσομοίωση ; Μοντελοποίηση

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία αρχικά περιγράφεται η ανατομία και η φυσιολογία του ανθρώπινου καρδιαγγειακού συστήματος. Έπειτα δίνεται έμφαση στις παθήσεις του ανθρώπινου αγγειακού συστήματος, κυρίως στη νόσο του αθηρώματος που προκαλεί στενώσεις κι ανευρύσματα στις αρτηρίες του αγγειακού συστήματος. Επιπλέον περιγράφονται οι υπάρχουσες απεικονιστικές τεχνικές των αγγειακών παθήσεων. Στη συνέχεια γίνεται περιγραφή στις βασικές έννοιες και στις εξισώσεις που διέπουν τα πεδία της υπολογιστικής ρευστομηχανικής, της μηχανικής ρευστών, και της μεθόδου της μαγνητοϋδροδυναμικής για τη μοντελοποίηση του ανθρώπινου καρδιαγγειακού συστήματος. Επίσης γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση σε ανερχόμενες απεικονιστικές τεχνικές των αγγειακών παθήσεων εκμεταλλευόμενες τις μαγνητοϋδροδυναμικές ιδιότητες του αίματος. Τέλος πραγματοποιούνται υπολογιστικές προσομοιώσεις σε υγιείς αρτηρίες και σε συνθήκες αθηρώματος(στενώσεις αρτηριών και ανευρύσματα), με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων, παρουσία στατικού και ομογενούς μαγνητικού πεδίου, για τη μελέτη της μαγνητοϋδροδυναμικής συμπεριφοράς του αίματος σε αυτές τις συνθήκες, και για την αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων για τη μελλοντική ανάπτυξη των ανερχόμενων απεικονιστικών τεχνικών των αγγειακών παθήσεων εκμεταλλευόμενες τις μαγνητοϋδροδυναμικές ιδιότητες του αίματος.

Abstract

In the present diploma thesis, first describes the anatomy and physiology of the human cardiovascular system. Then emphasis is placed on diseases of the human vascular system, mainly atherosclerosis that causes narrowing and aneurysms in the arteries of the vascular system. In addition, the existing imaging techniques of vascular diseases are described. The following is a description of the basic concepts and equations that govern the fields of computational fluid mechanics, fluid mechanics, and the method of magnetohydrodynamics for modeling the human cardiovascular system. There is also a literature review on emerging imaging techniques of vascular diseases taking advantage of the magnetohydrodynamic properties of blood. Finally, computer simulations are performed on healthy arteries and atherosclerotic conditions (narrowing of arteries and aneurysms), using the finite element method, in the presence of static and homogeneous magnetic field, to study the magnetohydrodynamic behavior of blood in these conditions, and to utilize results of the simulations for the future development of the emerging imaging techniques of vascular diseases taking advantage of the magnetohydrodynamic properties of blood.