A necessidade da incorporação de modelos na área da medicina tem provocado um alto interesse pela construção de modelos matemáticos e técnicas numéricas orientadas à modelagem e simulação computacional do sistema cardiovascular humano.
Na abordagem deste complexo sistema utilizam-se modelos simplificados unidimensionais para representar os fenômenos físicos nas maiores artérias do sistema cardiovascular, enquanto que modelos detalhados tridimensionais são usados para estudar estruturas locais do fluxo sangüíneo.
Além disso, levando em conta a natureza hiperbólica do sistema, o uso de técnicas que visem o acoplamento de modelos 3D e 1D surge como uma solução a fim de evitar lidar com condições de contorno artificiais sobre os modelos 3D, as quais, de outra forma, devem ser extraídas do paciente mediante medições.
Ao mesmo tempo, a possibilidade de adquirir dados específicos mediante o processamento de imagens médicas a fim de serem processadas e transformadas em um domínio de análise constitui uma ferramenta fundamental objetivando simular adequadamente um distrito arterial específico de um paciente.
Finalmente, uma vez levada a cabo a simulação, a visualização dos resultados de forma simples e prática define um ponto também essencial no processo.
Para vir ao encontro de todas estas necessidades está sendo desenvolvido o sistema HeMoLab, que integra as ferramentas necessárias para a criação de modelos multidimensionais acoplados do sistema cardiovascular humano, incluindo ferramentas que objetivam realizar as seguintes tarefas: (aqui segue a lista que se encontra atualmente).
● Edição da topologia do sistema arterial 1D, e de propriedades geométricas e mecânicas dos segmentos arteriais constituintes.
● Calibração de modelos 0D (Windkessel) para a representação dos leitos periféricos do sistema arterial que não são incorporados na árvore arterial 1D (artérias menores, arteríolas e vasos capilares).
● Caracterização de bifurcações e conexções de tipo bypass no sistema arterial 1D.
● Processamento, restauração e segmentação de imagens.
● Geração e refinamento de malhas de elementos finitos 3D.
● Acoplamentos entre diferentes modelos (1D/3D) se necessário.
● Obtenção de soluções numéricas das equações transientes não lineares que governam o problema, possibilitando a resolução utilizando computação distribuída.
