Dinâmica de fluidos computacional integrada com imagem por ressonância magnética para simulações petrofísicas e fisiológicas

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Detalhes
  • Tipo de apresentação: Resumo e Trabalho completo Concorrente ao Prêmio - Categoria Estudantes de Graduação e Pós-Graduação (ORAL)
  • Eixo temático: Graduação e Pós concorrentes de premiação
  • Palavras chaves: Imagens por ressonância magnética; Wormhole; Artérias;
  • 1 Instituto de Física de São Carlos

Dinâmica de fluidos computacional integrada com imagem por ressonância magnética para simulações petrofísicas e fisiológicas

Gustavo Solcia

Instituto de Física de São Carlos

Resumo

Com o aumento da capacidade de processamento dos computadores, a Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC) surgiu como um novo método de estudo fluidodinâmico. Atualmente, a DFC vem sendo aplicada em áreas além da indústria automotiva e aeronáutica. Apesar da desvantagem em relação à resolução quando comparado à tomografia por Raios-X, por exemplo, o sinal das Imagens por Ressonância Magnética (IRM) é definido pelo fluido permeante e abre a possibilidade da implementação da DFC em petrofísica e fisiologia. O objetivo deste trabalho é aproveitar as propriedades da IRM para construir um domínio tridimensional que servirá como meio para simulações em wormholes e artérias cerebrais. Os sistemas foram escolhidos por possuírem similaridades estruturais em tortuosidade e ramificação, como se pode notar pelas imagens da Figura 1a. As imagens dos wormholes foram adquiridas utilizando sequências PSIF em um sistema de imagens de 2T, enquanto as angiografias arteriais foram obtidas de um banco de dados [1]. O tratamento das imagens foi feito em Python enquanto as
simulações da DFC foram feitas utilizando OpenFOAM [2]. Mapas de velocidades
representativos estão mostrados na Figura 1b. Para os wormholes, foi possível aplicar uma série de gradientes de pressão capazes de apontar a evolução de sua vazão em diferentes geometrias. Assim correlaciona-se os fatores de criação do wormhole com seu rendimento. Já nas artérias, além de simular uma situação saudável, fomos capazes de emular os efeitos de uma obstrução da artéria basilar. Assim, nossos resultados demonstram como a IRM pode ser um método não invasivo fundamental tanto na predição de rendimento em meios porosos quanto em análises paciente-especificas.
Referências:
[1] S. YU. Magnetic Resonance Angiography Atlas Dataset, 2017, https://www.nitrc.org/projects/icbmmra/.
[2] H. G. WELLER, G. TABOR, H. JASAK, C. FUREBY, Computers in Physics, 1998, 12, 620–631.

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