Modelli computazionali del sistema cardiovascolare: teoria e applicazioni

I modelli computazionali che descrivono il comportamento dello stato fluido vengono utilizzati in numerosi settori, ne sono un esempio quello aereospaziale, quello navale, quello automobilistico, quello energetico e quello industriale. Tra questi c’è anche la medicina moderna, che sempre più spesso ricorre all’approccio modellistico per far fronte a problematiche che i metodi tradizionali, basati ad esempio sulle linee guida messe a disposizione dagli enti specializzati, non sono in grado di risolvere in modo ottimale. Il presente elaborato si concentra sui modelli impiegati nella medicina cardiovascolare, in particolare vengono descritti alcuni modelli utili per simulare le condizioni di flusso nella macro e microcircolazione. Nel primo caso il sangue può essere riguardato come un corpo continuo, mentre nel secondo questa ipotesi potrebbe decadere, inoltre l’interazione con le pareti cardiache o vascolari complica il problema e al modello costitutivo del fluido può rivelarsi necessario accostare quello del solido. Alcuni altri aspetti da pretendere in considerazione sono le risorse di calcolo disponibili e i dati iniziali a cui si ha accesso. Le applicazioni in cui trovano impiego le simulazioni numeriche sono molteplici: si passa dal descrivere uno stato di salute in diverse situazioni, ad esempio a riposo o durante l’attività fisica, a come questo evolve nel tempo per portare ad una condizione patologica, che può essere ugualmente modellata, anche in previsione di un eventuale intervento con lo scopo di individuare quale configurazione chirurgica è più adatta al singolo caso. A questo proposito nell’ultimo capitolo vengono analizzati i risultati di alcuni studi circa la modellazione della circolazione coronarica.