Μελέτη επίδρασης της γήρανσης στη ροή του αίματος μέσω υπολογιστικού μοντέλου συγκεντρωμένων παραμέτρων ενός πλήρους καρδιαγγειακού συστήματος - Παγουλάτου, Σταματία-Ζωή (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Βιορευστομηχανικής και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας, 2016)
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης της γήρανσης στο καρδιαγγειακό σύστημα μέσω της ανάπτυξης μοντέλων συγκεντρωμένων παραμέτρων του ανθρώπινου κυκλοφορικού συστήματος. Η ηλικία είναι ένας από τους πιο καθοριστικούς παράγοντες που αυξάνουν το ποσοστό επικινδυνότητας για καρδιαγγειακές παθήσεις και σχετίζεται με ένα πλήθος καταστρεπτικών αλλαγών στο καρδιαγγειακό σύστημα. Στόχος είναι αφενός η ανάπτυξη ενός πλήρους μοντέλου συγκεντρωμένων παραμέτρων για την περιγραφή της αλληλεπίδρασης καρδιάς και αγγείων, αφετέρου η εφαρμογή κανόνων που μοντελοποιούν τους μηχανισμούς της γήρανσης. Αρχικά, παρουσιάζεται η ανάπτυξη ενός ήδη υπάρχοντος απλού μοντέλου για την ανθρώπινη κυκλοφορία, το οποίο χρησιμοποιεί το παλλόμενο μοντέλο ελαστότητας για την αριστερή κοιλία και το Windkessel 4-στοιχείων για τη κυκλοφορία στις αρτηρίες. Βασιζόμενοι στο αρχικό, προτείνουμε ένα πληρέστερο μοντέλο του κυκλοφορικού συστήματος, το οποίο περιλαμβάνει ολόκληρη την καρδιά, τα στεφανιαία αγγεία και ένα εκτενές αρτηριακό δένδρο της συστηματικής και πνευμονικής κυκλοφορίας. Στη συνέχεια, γίνεται επισκόπηση των δομικών και λειτουργικών αλλαγών που συντελούνται λόγω της φυσιολογικής γήρανσης της καρδιάς και των αγγείων και αναπτύσσεται μεθοδολογία για την εφαρμογή της γήρανσης στα μοντέλα συγκεντρωμένων παραμέτρων. Βασική υπόθεση που εξετάζεται στο απλό μοντέλο είναι ότι η αύξηση της μέσης πίεσης των αγγείων οφείλεται όχι μόνο σε αλλαγές του αρτηριακού δένδρου, αλλά και στην ανάπτυξη υπερτροφίας στην καρδιά. Τα αποτελέσματα συγκρινόμενα με τα κλινικά δεδομένα ενισχύουν την υπόθεση αυτή. Προχωρώντας σε γενίκευση των κανόνων γήρανσης και εφαρμογή αυτών στο πλήρες μοντέλο, αναμέναμε τα αποτελέσματα να προσεγγίζουν καλύτερα τα κλινικά δεδομένα, πράγμα που επιτεύχθηκε.