Finite-element modeling and patient-specific prediction of aortic aneurysm progression - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Finite-element modeling and patient-specific prediction of aortic aneurysm progression

Modélisation éléments finis et prédiction personnalisées de la progression de l’anévrisme aortique

Joan Dario Laubrie Soto
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1202051
  • IdRef : 266456723

Résumé

The aortic wall as other biological systems have adaptations with the purpose to maintain its stability. This stability depends on the cell assessing the state of the aorta. Eventually a disturbed activity of the cells may lead to maladaptations and progression of diseases. Thus, the objective of this thesis is to implement a mechanical approach for the adaptations in a numerical solver and apply it to patient-specific aortas. First, the mechanical approach is included in a two-dimensional axisymmetric shell method. Where the growth and remodeling (G&R) of the tissue is triggered from mass removal or load changes. The load changes are produced by the placement of a stent into the artery and produce further remodeling in it. Second, the G&R model is included within a three-dimensional thick solver. In the new code the adaptation is triggered from mass removal, but in this case the simulations are performed on cylinder, torus and patient-specific shapes. From those simulation is deduced the need for non-uniform prestretch in non-cylindrical geometries. Third, in the three-dimensional solver is included a routine for the analysis of aortic dissection propagation under G&R.
La paroi aortique, comme d’autres systèmes biologiques, présente des adaptations visant à maintenir sa stabilité. Cette stabilité dépend de l’évaluation de l’état de l’aorte par la cellule. A terme, une activité perturbée de les cellules peut conduire à des inadaptations et à la progression de maladies. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d’implémenter une approche mécanique des adaptations dans un solveur numérique et de l’appliquer à des aortes spécifiques aux patients. Tout d’abord, l’approche mécanique est incluse dans une méthode de coque axisymétrique bidimensionnelle. La croissance et le remodelage (G&R) du tissu sont déclenchés par l’élimination de la masse ou les changements de charge. Les changements de charge sont produits par le placement d’un stent dans l’artère et produisent un remodelage supplémentaire de celle-ci. Deuxièmement, le modèle G&R est inclus dans un solveur épais tridimensionnel. Dans le nouveau code, l’adaptation est déclenchée à partir de la suppression de la masse, mais dans ce cas, les simulations sont effectuées sur des formes cylindriques, toriques et spécifiques au patient. De ces simulations, on déduit la nécessité d’un pré-étirement non uniforme dans les géométries non cylindriques. Troisièmement, le solveur tridimensionnel comprend une routine pour l’analyse de la propagation d’une dissection aortique dans le cadre de G&R.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03901796 , version 1 (15-12-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03901796 , version 1

Citer

Joan Dario Laubrie Soto. Finite-element modeling and patient-specific prediction of aortic aneurysm progression. Mechanics [physics.med-ph]. Université de Lyon, 2021. English. ⟨NNT : 2021LYSEM036⟩. ⟨tel-03901796⟩
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