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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
BIOMECCANICA DEI FLUIDI, VALVOLE CARDIACHE, VORTICI, INTERAZIONE FLUSSO-SOLIDO

Idraulica del flusso cardiaco: fenomeni d'interazione tra flusso e tessuti, modellistica numerica e risvolti applicativi.

Università degli Studi di Trieste
Abstract
Negli ultimi anni numerosi campi della ricerca hanno mostrato un crescente interesse nella modellazione fisico-matematica dei processi fisiologici, dando luogo a una più stretta collaborazione di stampo interdisciplinare tra ricercatori di provenienza scientifico-tecnologico ed altri di ambito medico-biologico. Tra i molti problemi, uno dei più interessanti è rappresentato dalla fluidodinamica cardiovascolare, non solo per l'intrinseco interesse scientifico ma anche per la sua rilevanza sociale ed applicativa; infatti, è ben noto che le disfunzioni a carico dell'apparato cardiocircolatorio rappresentano la maggior causa di mortalità nella società moderna.
L'impegno profuso da numerosi ricercatori ha portato ad un rilevante incremento nella conoscenza del flusso sanguigno all'interno delle camere cardiache; ciononostante, il problema è ancora lontano dall'essere completamente chiarito in molti suoi aspetti anche cruciali per risvolti applicativi. Questo dipende dalla complessità stessa del problema, dove un fluido corpuscolare si muove all'interno di cavità a geometria complessa, interagendo con le pareti di tessuto vivo, le cui proprietà meccaniche sono complesse e scarsamente conosciute. Un ulteriore aspetto deve essere preso in considerazione: i dati comunemente misurati nella pratica clinica sono cresciuti enormemente (in qualità e quantità) per lo sviluppo degli strumenti diagnostici (ecografia, risonanza magnetica, TAC >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Gianni Pedrizzetti Università degli Studi di TRIESTE
Obiettivo del Programma di Ricerca
L'obiettivo teorico principale del progetto è lo sviluppo di modelli matematici, la loro verifica sperimentale e implementazione numerica, capaci di riprodurre la dinamica delle valvole cardiache guidata dal flusso in ingresso. L'obiettivo sarà inizialmente perseguito analizzando un semplice problema modello dell'interazione fluido-tessuto che permetta lo sviluppo di una modellistica matematica e possa venir analizzato in dettaglio in maniera numerica . Al contempo si metterà a punto un modello fisico, e le tecniche di misura in grado di dare una descrizione dettagliata del fenomeno, capace di riprodurre il flusso non stazionario in un condotto in cui sia inserita una valvola opportunamente costruita. La modellistica numerica e fisica permetteranno di valutare la naturale dinamica delle alette valvolari spinte dal flusso, e di mettere a punto la modellistica matematica dello stesso fenomeno.
Si svilupperà quindi un modello 3D della valvola mitrale basato finalizzata all'introduzione della valvola mobile all'interno del modello numerico 3D della meccanica all'interno del ventricolo sinistro. Questo, con il supporto della modellistica fisica, permetterà di studiare l'influenza della valvola sul flusso intraventricolare. Tali risultati sono confrontati con dati diagnostici misurati in vivo in un'ottica, a più lungo termine, di sviluppare schemi interpretativi ed indicatori fisicamente basati che possano fornire un supporto ai >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Metodi e tecniche tipiche della ricerca in meccanica dei fluidi hanno recentemente ricevuto attenzione da numerose discipline, portando alla nascita e allo sviluppo di gruppi interdisciplinari con ricercatori nel campo della medicina e dell’ingegneria. Il supporto fornito inizialmente dagli ingegneri per la spiegazione di alcuni fenomeni di base si è trasformato in una più stretta interazione nello sviluppo di modelli sempre più realistici, allo scopo di migliorare le capacità diagnostiche e terapeutiche.
Una limitazione all’effettiva utilità clinica della modellazione fluidodinamica è rappresentata dalla complessità dei sistemi biologici e dei fenomeni ad essi connessi. I dispositivi biomedici impiantabili sono tuttora oggetto di indagini in quanto possono presentare malfunzionamenti durante il normale esercizio quando si trovano ad operare insieme ad un sistema biologico autoadattante. Attualmente, il rapido progresso delle tecnologie diagnostiche (ecografia, risonanza magnetica, TAC) ha mostrato come un incremento della mole di dati disponibili non porti automaticamente ad un miglioramento delle capacità di comprensione dei fenomeni quando la disponibilità di dati non è accompagnata da schemi interpretativi di sintesi che possano definire parametri quantitativi utili al rapido riconoscimento di possibili patologie. L’obiettivo ideale è la possibilità del riconoscimento precoce di disfunzioni potenziali, ben prima dell’apparire di una sintomatologia, e il >>>