Προσομοίωση της ροής αίματος σε εξατομικευμένες γεωμετρίες του αριστερού κόλπου
| datacite.contributor.RelatedPerson | Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Μπουραντάς, Γεώργιος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Σακελλάριος, Αντώνης | |
| dc.contributor.author | Καραμαδούκης, Κωνσταντίνος | |
| dc.contributor.other | Karamadoukis, Konstantinos | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-14T05:53:32Z | |
| dc.date.available | 2025-10-14T05:53:32Z | |
| dc.date.issued | 2025-10-20 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Η συγκεκριμένη εργασία επικεντρώνεται στην προσομοίωση και υπολογιστική ανάλυση της ροής του αίματος που αναπτύσσεται στο εσωτερικού του αριστερού κόλπου της ανθρώπινης καρδιάς. Πιο συγκεκριμένα, κεντρικός σκοπός της είναι η ποσοτική ανάλυση των ροϊκών χαρακτηριστικών που εμφανίζονται σε μία συγκεκριμένη περιοχή του αριστερού κόλπου, του κολπικού ωτίου. Το κολπικό ωτίο αποτελεί μία μικρή προεκβολή του αριστερού κόλπου, η πολύπλοκη και ποικιλόμορφη μορφολογία του οποίου, το καθιστά την κύρια περιοχή στάσης του αίματος και, κατά συνέπεια, τον συχνότερο τόπο σχηματισμού θρόμβων στο εσωτερικό της καρδιάς. Για την επίτευξη του σκοπού αυτού, αξιοποιήθηκαν δύο διαφορετικές, εξατομικευμένες γεωμετρίες, οι οποίες αντλήθηκαν από δεδομένα αξονικών τομογραφιών και ανακατασκευάστηκαν ως τρισδιάστατα μοντέλα ψηφιακής απεικόνισης. Τα γεωμετρικά αυτά μοντέλα διακριτοποιήθηκαν σε υπολογιστικά πλέγματα υψηλής πιστότητας, τα οποία αποτέλεσαν τη βάση για τις αριθμητικές προσομοιώσεις. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τις αρχές της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (CFD), επιλύοντας τις εξισώσεις Ορμής και Συνέχειας. Εφαρμόστηκαν κατάλληλες οριακές συνθήκες που προσομοιώνουν έναν πλήρη καρδιακό κύκλο, υπό παθολογικό προφίλ ταχύτητας, χαρακτηριστικό παθήσεων που ευνοούν τη θρόμβωση. Απώτερος σκοπός της ανάλυσης είναι η συγκριτική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των δύο γεωμετριών και η εξαγωγή συμπερασμάτων. Η ποσοτικοποίηση του βαθμού επικινδυνότητας για θρομβογένεση επιτεύχθηκε μέσω της χρήσης αιμοδυναμικών δεικτών. Κεντρικό ρόλο στην αξιολόγηση διαδραματίζει ο δείκτης RRT (Relative Residence Time), ο οποίος ποσοτικοποιεί τον χρόνο που τα σωματίδια του αίματος παραμένουν σε περιοχές χαμηλών ταχυτήτων και καταπονήσεων, λειτουργώντας ως ένας ισχυρός προγνωστικός δείκτης της στάσης του αίματος. Τα αποτελέσματα φιλοδοξούν να αναδείξουν πώς η κατασκευή εξατομικευμένων υπολογιστικών μοντέλων μπορεί να ενισχύσει την ιατρική διάγνωση, τη λήψη κλινικών αποφάσεων ή να υποστηρίξει τη διεξαγωγή προληπτικών θεραπειών για θρομβοεμβολικά επεισόδια. | |
| dc.description.translatedabstract | This work focuses on the simulation and computational analysis of the blood flow that develops inside the left atrium of the human heart. More specifically, its main objective is the quantitative analysis of the flow characteristics that appear in a specific region of the left atrium, the left atrial appendage. The left atrial appendage is a small protrusion of the left atrium, whose complex and diverse morphology makes it the primary region for blood stasis and, consequently, the most frequent site of thrombus formation within the heart. To achieve this goal, two different, patient-specific geometries were utilized, which were extracted from Computing Axial Tomography (CAT or CT scan) data and reconstructed as three dimensional digital models. These geometric models were discretized into high-fidelity computational meshes, which formed the basis for the numerical simulations. The analysis was conducted according to the principles of Computational Fluid Dynamics (CFD), by solving the Momentum and Continuity equations. Appropriate boundary conditions were applied to simulate a complete cardiac cycle under a pathological velocity profile, which is characteristic of conditions that promote thrombosis. The ultimate purpose of the analysis is the comparative evaluation of the results from the two geometries and the drawing of conclusions. The quantification of the risk for thrombogenesis was achieved through the use of hemodynamic indices. A central role in the evaluation is played by the Relative Residence Time (RRT) index, which quantifies the time that blood particles remain in regions of low velocities and stresses, functioning as a strong prognostic indicator of blood stasis. The results aim to highlight how the construction of patient-specific computational models can enhance medical diagnosis, support clinical decision-making, or aid in the implementation of preventive therapies for thromboembolic events. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/30586 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | |
| dc.subject | Υπολογιστική ρευστοδυναμική | |
| dc.subject | Ωτίο αριστερού κόλπου | |
| dc.subject | Αιμοδυναμική | |
| dc.subject | Θρόμβωση | |
| dc.subject | Εξατομικευμένη προσομοίωση | |
| dc.subject.alternative | Computational fluid dynamics | |
| dc.subject.alternative | Left atrial appendage | |
| dc.subject.alternative | Hemodynamics | |
| dc.subject.alternative | Thrombosis | |
| dc.subject.alternative | Patient-specific simulation | |
| dc.title | Προσομοίωση της ροής αίματος σε εξατομικευμένες γεωμετρίες του αριστερού κόλπου | |
| dc.title.alternative | Simulation of blood flow dynamics in patient-specific geometries of left atrium |