On the origin of the high oscillatory shear index in a patient-specific intracranial aneurysm
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Data
Autores
Orientador
Gasche, José Luiz 
Coorientador
Oliveira, Iago Lessa
Pós-graduação
Curso de graduação
Ilha Solteira - FEIS - Engenharia Mecânica
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (inglês)
Aneurysms are dilated regions in arteries walls. Intracranial aneurysms (IAs) are commonly found in a region known as Circle of Willis. The prior risk related to the rupture of an IA is the subarachnoid hemorrhage, that leads to high fatality and morbidity rate, reaching a rate of fatal cases around 50% of the cases. There are two main techniques for the treatment of IAs: surgical intervention and endovascular treatment. Both are implemented to block the blood flow into the aneurysm sac. Although the surgical intervention leads to longer postoperative disabilities and carries some risks related to the craniotomy and the impossibility of clipping some aneurysm geometries, the endovascular treatment has a higher rate of recanalization than the former method depending on the technique used according to the aneurysm location, size and neck measurement. With the advancement of Computation Fluid Dynamics (CFD) methodologies accompanied by the increasing imaging diagnostic techniques quality, a complete mapping of the geometry of a patient-specific cerebral aneurysm is possible. In this context, the aim of this study is to identify the origin of high oscillatory shear index (OSI) regions in the aneurysm surface to provide medical guidance to indicate the most appropriate treatment for a patient-specific. In this way, a portion of the basilar artery that harbors an IA related to the left superior cerebellar artery (SCA) was used as geometry in a CFD study to obtain the velocity, wall shear stress (WSS) and OSI fields, and correlate them to explain the origin of high OSI regions on the aneurysm surface. The results point out that the high OSI values inside the aneurysm sac are caused by the circulation of the flow induced by the shear layer instability at the aneurysm sac opening.
Resumo (português)
Aneurismas são regiões dilatadas nas paredes das artérias. Aneurismas intracranianos (AIs) são comumente encontrados em uma região conhecida como Círculo de Willis. O principal risco relacionado à ruptura de um AI é a hemorragia subaracnoide, que leva a uma alta taxa de mortalidade e morbidade, atingindo uma taxa de casos fatais em torno de 50%. Existem duas técnicas principais para o tratamento de AIs: intervenção cirúrgica e tratamento endovascular. Ambas são implementadas para bloquear o fluxo sanguíneo para o saco aneurismático. Embora a intervenção cirúrgica leve a sequelas pós-operatórias mais longas e apresente alguns riscos relacionados à craniotomia e à impossibilidade de clipagem em algumas geometrias de aneurisma, o tratamento endovascular tem uma taxa de recanalização maior do que o método anterior, dependendo da técnica utilizada de acordo com a localização, tamanho e medida do colo do aneurisma. Com o avanço das metodologias de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), acompanhado pelo aumento da qualidade das técnicas de diagnóstico por imagem, é possível um mapeamento completo da geometria de um aneurisma cerebral de um paciente. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é identificar a origem de regiões com alto índice de oscilação da tensão de cisalhamento (OSI) na superfície do aneurisma, a fim de fornecer orientação médica para indicar o tratamento mais adequado para um paciente específico. Dessa forma, uma porção da artéria basilar que abriga um aneurisma relacionado à artéria cerebelar superior esquerda foi utilizada como geometria em um estudo de CFD para obter os campos de velocidade, tensão de cisalhamento na parede e OSI, e correlacioná-los para explicar a origem das regiões de alto OSI na superfície do aneurisma. Os resultados apontam que os altos valores de OSI dentro do saco aneurismático são causados pela circulação do fluxo induzida pela instabilidade da camada de cisalhamento na abertura do saco aneurismático.
Descrição
Palavras-chave
Aneurysms, Computational fluid dynamics, Finite volume method, Aneurismas cerebrais, Dinânica dos Fluidos Computacional, Método dos volumes finitos
Idioma
Inglês
Citação
BALDISSERA, Alisson. On the origin of the high oscillatory shear index in a patient-specific intracranial aneurysm. Orientador: José Luiz Gasche. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Ilha Solteira, 2025.
