Il forame ovale pervio (PFO) può consentire un passaggio di sangue dall’atrio destro all’atrio sinistro quando le condizioni pressorie sono favorevoli. Questa tesi analizza l’influenza della geometria del passaggio e dell’andamento temporale del gradiente interatriale sulla portata e sul volume trasferito, esaminando anche le conseguenti variazioni delle pressioni atriali. Il modello è stato sviluppato in MATLAB utilizzando geometrie, dati pressori e modelli cardiovascolari disponibili in letteratura. Sono state confrontate tre leggi di portata con risultati pubblicati di fluidodinamica computazionale (CFD). Una finestra pressoria digitalizzata durante compressione addominale è stata quindi utilizzata per studiare tre geometrie e 27 combinazioni di geometria, ampiezza e durata del segnale. Successivamente, il ramo PFO è stato inserito in un circuito cardiovascolare a 21 compartimenti, calibrato su indicatori aggregati a riposo. Il confronto con e senza PFO è stato condotto durante una compressione idealizzata, mantenendo invariati stato iniziale, parametri e forzante. La legge comprendente contributi viscosi e quadratici ha fornito il migliore accordo complessivo con il riferimento CFD nelle condizioni confrontate. Le analisi hanno distinto gli effetti sulla portata di picco da quelli sul volume trasferito. Nel circuito accoppiato, il flusso si è concentrato intorno al rilascio della compressione. Per la geometria con maggiore trasferimento, la retroazione ha ridotto il volume del 4,2–7,7% rispetto al calcolo sul gradiente del controllo senza PFO. Gli estremi delle variazioni pressorie sono stati circa −0,28 mmHg nell’atrio destro e +0,38 mmHg nell’atrio sinistro, in istanti potenzialmente differenti. I controlli di conservazione e convergenza e il confronto fra implementazioni sostengono la coerenza numerica dei risultati. Rimangono da verificare la plausibilità degli stati raggiunti sotto compressione e l’accuratezza delle previsioni fisiologiche. Il contributo del lavoro consiste nell’integrazione e nell’analisi dei modelli, entro ipotesi esplicite; i risultati non costituiscono previsioni cliniche individuali.

Modellazione Del Flusso Attraverso Il Forame Ovale Pervio: Effetti Della Geometria e Della Dinamica Pressoria

DE SIMONE, GIULIA
2025/2026

Abstract

Il forame ovale pervio (PFO) può consentire un passaggio di sangue dall’atrio destro all’atrio sinistro quando le condizioni pressorie sono favorevoli. Questa tesi analizza l’influenza della geometria del passaggio e dell’andamento temporale del gradiente interatriale sulla portata e sul volume trasferito, esaminando anche le conseguenti variazioni delle pressioni atriali. Il modello è stato sviluppato in MATLAB utilizzando geometrie, dati pressori e modelli cardiovascolari disponibili in letteratura. Sono state confrontate tre leggi di portata con risultati pubblicati di fluidodinamica computazionale (CFD). Una finestra pressoria digitalizzata durante compressione addominale è stata quindi utilizzata per studiare tre geometrie e 27 combinazioni di geometria, ampiezza e durata del segnale. Successivamente, il ramo PFO è stato inserito in un circuito cardiovascolare a 21 compartimenti, calibrato su indicatori aggregati a riposo. Il confronto con e senza PFO è stato condotto durante una compressione idealizzata, mantenendo invariati stato iniziale, parametri e forzante. La legge comprendente contributi viscosi e quadratici ha fornito il migliore accordo complessivo con il riferimento CFD nelle condizioni confrontate. Le analisi hanno distinto gli effetti sulla portata di picco da quelli sul volume trasferito. Nel circuito accoppiato, il flusso si è concentrato intorno al rilascio della compressione. Per la geometria con maggiore trasferimento, la retroazione ha ridotto il volume del 4,2–7,7% rispetto al calcolo sul gradiente del controllo senza PFO. Gli estremi delle variazioni pressorie sono stati circa −0,28 mmHg nell’atrio destro e +0,38 mmHg nell’atrio sinistro, in istanti potenzialmente differenti. I controlli di conservazione e convergenza e il confronto fra implementazioni sostengono la coerenza numerica dei risultati. Rimangono da verificare la plausibilità degli stati raggiunti sotto compressione e l’accuratezza delle previsioni fisiologiche. Il contributo del lavoro consiste nell’integrazione e nell’analisi dei modelli, entro ipotesi esplicite; i risultati non costituiscono previsioni cliniche individuali.
2025
2026-10-22
Modeling Blood Flow Through a Patent Foramen Ovale: Effects of Geometry and Pressure Dynamics
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