Публикации
Возможно, одной из главных проблем, с которой сегодня столкнулась авиакосмическая промышленность, - это неизбежное старение рабочего персонала...
Двигательный отсек является основным компонентом летательного аппарата AW609, так как он определяет производительность двигателя...
Численное моделирование
для диагностики аневризмы большой аорты
В рамках своей докторской работы Simone Bartesaghi под руководством Giorgio Colombo, профессора политехнического университета в Милане, кафедра «Машиностроение», разработал виртуальный автоматизированный процесс диагностики и лечения аневризмы большной аорты (АБА). Для рабочего процесса, начиная с импорта медицинских снимков (DICOM) и заканчивая 3D-визуализацией гемодинамического риска, использовались средства CFD и моделирования.
ВВЕДЕНИЕ
Некоторые заболевания и напряжённый образ жизни повышают уязвимость человеческого организма, приводя к функциональным нарушениям. Одно из таких нарушений, аневризма брюшной аорты (AБA), может стать причиной летального исхода.АБА связана с нарушением системы кровообращения в брюшном отделе и поражает от 5% мужчин и 1% женщин в возрасте старше 65 лет. В частности, АБА ослабляет стенки кровеносных сосудов и может вызвать их разрыв, приводя к переливанию большого объёма крови в брюшную полость. В 80-90% случаев такой разрыв сосудов смертелен, в то время как хирургическое лечение назначается только при аневризме с диаметром более 5.5 см у мужчин и 5.0 см у женщин. Медицинское вмешательство при патологической АБА основано на геометрических характерис-
тиках и восприятиях боли у пациента. Врач оценивает необходимость хирургического лечения после исследования биомедицинских снимков брюшной полости, полученных посредством сканирования. Конечно, не во всех случаях требуется хирургическое вмешательство, но зачастую опасность патологии действительно недооценивается. Для принятия решения хирургам необходимо знать индекс (показатель) риска. За последние годы было разработано много различных диагностических методик, в число которых входят такие технологии численных расчётов, как средства вычислительной гидродинамики (CFD), встроенные системы автоматизации и веб-сервисы. Эти методы, являясь количественными, объективными и этически дружественными вследствие их виртуальной, не персонифицированной природы, требуют немного вычислительных затрат по сравнению с другими диагностическими технологиями.
За последние годы значительно возросло использование вычислительных методов для анализа течения крови в артериях человека. Такие методы предоставляют подробную и достоверную информацию о гемодинамических величинах, позволяя находить решения огромного количества задач, которые не всегда можно решить традиционными способами измерения потока. Кроме того, новые методы визуализации позволяют выполнять расчёты, основанные на реальной геометрии и реальных условиях кровяного потока. Значительно усовершенствовались трёхмерные CFD-модели. Сегодня средства CFD позволяют быстро и точно исследовать локальную гемодинамику в биомеханических процессах сосудистого русла, а также намного эффективнее, чем это было раньше, испытывать и подтверждать процедуры клинического и хирургического лечения. Также были разработаны современнейшие технологии для проведения персонифицированных (ориентированных на конкретного пациента) CFD-расчётов. С помощью этих технологий вместе с традиционными методами визуализации, такими как метод TAWSS (Time Average Wall Shear Stress – Осреднённое по времени напряжение на стенке) и OSI (Oscillatory Shear Index – Индекс пульсирующего сдвига), были разработаны новые индикаторы риска разрыва сосудов.