Ricordare il futuro - Universita' degli Studi "Magna Graecia"

UNITÀ DI SISTEMI DI BIOINGEGNERIA VIRTUALE: REALIZZAZIONE DI UN MODELLO
PER L’IDENTIFICAZIONE E CORREZIONE DEI DIFETTI NEL SISTEMA VENOSO
Componenti dell’Unità: Francesco Amato, Gionata Fragomeni, Alessio Merola
Descrizione della Linea di Ricerca
Background. Le nuove tecniche diagnostiche emodinamiche, basate sul principio dell’eco-doppler, hanno
portato a una rielaborazione delle teorie eziologiche delle più importanti patologie venose degli arti
inferiori, tra le quali l’insufficienza venosa cronica (IVC). Dai dati epidemiologici risulta una diffusione
dell’IVC del 30 % per la popolazione italiana femminile e del 15 % per quella maschile. I disturbi più
ricorrenti variano dal semplice edema delle gambe fino a quadri complicati di disturbi trofici e ulcere.
La modellistica matematica cardiovascolare e relativa simulazione al calcolatore sono correntemente
utilizzati per una migliore comprensione del funzionamento dell’apparato cardiovascolare, con particolare
riguardo al ramo arterioso, e per lo studio della fluidodinamica di protesi vascolari (stent carotidei). In
letteratura sono presenti alcuni studi clinici sulle patologie venose che analizzano i dati puntuali di flusso
in determinati distretti o segmenti venosi. Manca uno studio analitico della fluidodinamica venosa degli
arti inferiori in quanto rete di vasi.
Risultati. L’obiettivo della ricerca è di arrivare ad un sistema di diagnosi e chirurgia assistite dal
calcolatore che, sulla base dei dati di velocità nei vasi di una rete venosa ottenuti tramite eco-doppler,
supporti il chirurgo nella diagnosi di patologie venose degli arti inferiori e, in fase di trattamento, sia in
grado di indicare la migliore via operatoria.
Nell’ambito delle attività di ricerca, svolte contestualmente al progetto PRIN 2005 in collaborazione con
l’altra unità di ricerca di Catanzaro diretta dal Prof. Stefano de Franciscis, a seguito di una ricostruzione
anatomica di base, si è arrivati alla definizione di uno strumento di simulazione numerica in grado di
descrivere in maniera più approfondita l’emodinamica venosa). Lo strumento virtuale di simulazione è in
grado di individuare le direzioni fisiologiche dei flussi ematici e le condizioni di prevalenza emodinamica
necessarie perché il sistema venoso assolva alle sue funzioni.
Il modello emodinamico a parametri variabili di una rete venosa è stato implementato al calcolatore
tramite il software di calcolo e simulazione numerici Matlab/Simulink. Gli output delle simulazioni in
termini di velocità e diametri nei rami della rete sono stati confrontati con dati sperimentali in letteratura.
Rilevanza dei Risultati. Le attività di ricerca fin qui svolte hanno fornito utili ricadute sulla valenza finale
dello strumento di simulazione virtuale oggetto della ricerca, in quanto la migliore caratterizzazione dei
parametri del modello consente di riprodurre al calcolatore in maniera più accurata l’emodinamica venosa
e quindi di fornire uno strumento di supporto alla diagnosi più attendibile e nello stesso tempo più efficace