Sviluppo ed analisi agli elementi finiti di un modello numerico 3D per la simulazione dell'enfisema polmonare in immagini di tomografia computerizzata a raggi X

Ad oggi, l’esame del torace con tomografia computerizzata (TC) è considerato lo strumento diagnostico migliore per estrarre, in vivo, indicatori dell’estensione e della distribuzione dell’enfisema, che appare come aree polmonari a bassa attenuazione. L’enfisema è definito come un allargamento degli spazi aerei distali al bronchiolo terminale conseguente alla distruzione dei setti alveolari dovuto all'esposizione a sostanze irritanti per le vie aeree come, ad esempio, il fumo di sigaretta. In questo lavoro di tesi si propone un modello 3D agli elementi finiti del parenchima polmonare al fine di simulare l’origine e la progressione dell’enfisema con diversi gradi di gravità e di simulare immagini di cluster a bassa attenuazione ottenibili da imaging TC. Al fine di raggiungere tali scopi sono stati utilizzati due parametri, N e Smax, utili a descrivere rispettivamente il numero e la dimensione dei siti di infiammazione iniziale, in diverse combinazioni. La simulazione agli elementi finiti è stato iterata con lo scopo di esaminare il processo di fusione delle aree di distruzione parenchimale in funzione degli stress presenti sui setti di separazione. Lo sviluppo futuro di tale modello richiederà un adeguamento della geometria per una miglior rappresentazione del polmone ed una ottimizzazione della gestione della complessità computazionale.