Modellazione CAD e FEM della protesi valvolare Portico St. Jude
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- Giacinto Savino
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1 Università degli studi di Pavia Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell Informazione Corso di laurea in Bioingegneria Modellazione CAD e FEM della protesi valvolare Portico St. Jude Relatore: Prof. Simone Morganti Manuel Ciervo UIN Anno Accademico: 2015/2016
2 Outline Ø Introduzione Ø Problema clinico Ø TAVI (Transcatheter Aor8c Valve Implanta8on) Ø la valvola Por8co St. Jude Ø Ø Metodi: Ø Analisi MicroCT Ø Modellazione CAD Ø Discre8zzazione FEM Ø Conclusione
3 Problema Clinico Il Cuore e le valvole cardiache Cuore formato da atri e ventricoli: Ventricolo sinistro: valvola tricuspide e valvola polmonare Ventricolo destro: valvola mitrale e valvola aor2ca La valvola Aor8ca Collega ventricolo sinistro e arteria aorta PermeJe al sangue di uscire dal cuore e irrorare i tessu8 e gli organi del corpo La stenosi aor8ca Si presenta quando l orifizio valvolare si riduce al di sojo dei valori normali di superficie (3-4 cm 2 ) L ostruzione determina la presenza di un elevato gradiente pressorio tra ventricolo ed aorta.
4 La TAVI (I) Procedura TAVI Opzione di trajamento per pazien8 che non sono buoni candida8 per intervento chirurgico Un catetere contenente la protesi viene posizionato in un arteria e guidato verso il cuore Due approcci più comuni: approccio transfemorale che u8lizza arteria femorale approccio transapicale che richiede la toracotomia e la foratura del ventricolo sinistro approccio transfemorale approccio transapicale
5 La TAVI (II) Valvola Medtronic CoreValve stent auto-espandibile in Ni8nol facile posizionamento e parziale riposizionabilità Approccio transfemorale Valvola Edward Sapien stent in lega cromo cobalto espandibile tramite palloncino approccio transfemorale e approccio transapicale
6 Valvola Portico St. Jude CaraJeris8che strujurali stent autoespandibile in Ni8nol tessuto pericardico bovino valvole transcatetere completamente ri2rabile e riposizionabile in sito Un minor u8lizzo di tessuto biologico permeje alla valvola una miglior tenuta La grandezza delle sezioni dello stent permeje di conformarsi intorno ai noduli calcifici
7 Obiettivo Ricostruzione della geometria CAD della valvola Ampliamento della libreria dei modelli per analisi agli elemen8 fini8 delle protesi disponibili Esempio di FEA della valvola Medtronic Corevalve
8 Processo Analisi microct Realizzazione modello CAD Modellazione FEM
9 Analisi MicroCT Misurazioni File DICOM fornito dall università di Napoli Federico II Misura delle carajeris8che geometriche della valvola ajraverso OsiriX Lite Realizzazione STL Segmentazione basata sul metodo del gradiente ajraverso il soyware VMTK Creazione del file STL e confronto con il modello CAD
10 Modellazione CAD (I) SoYware u8lizzato e processo seguito Rhinoceros SoYware per realizzazione CAD Processo seguito creazione della superficie creazione 2D dell'unità fondamentale passaggio al 3D Creazione superficie
11 Modellazione CAD (II) Creazione del profilo dell'unità fondamentale Passaggio al 3D
12 Modellazione CAD (III) Realizzazione strujura completa Copia speculare dell unità fondamentale Serie circolare di nove unità
13 Confronto Confronto Modello CAD STL
14 Modellazione FEM Mesh dell unità fondamentale suddivisione in sojo-unità mesh strujurata delle sojo-unità merge dei nodi sovrappos8 modellazione FEM dell unità fondamentale Mesh della strujura Copia speculare dell unità fondamentale Merge dei nodi sovrappos8 Serie circolare di nove unità
15 Conclusioni e sviluppi futuri Cosa abbiamo ojenuto Modello CAD della strujura fedele alla valvola originale Modello agli elemen8 fini8 FEM con mesh strujurata A cosa servono Ampliamento della libreria dei modelli presen8 EffeJuare analisi ad elemen8 fini8 (FEA) della valvola Por8co Sviluppi futuri U8lizzo di ques8 modelli per una programmazione virtuale predi@va della procedura TAVI
16 Università degli studi di Pavia Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell Informazione Corso di laurea in Bioingegneria Grazie dell ajenzione Modellazione CAD e FEM della protesi valvolare Portico St. Jude Relatore: Prof. Simone Morganti Manuel Ciervo UIN Anno Accademico: 2015/2016
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