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L'immagine
Flusso sanguigno nell’aorta addominale
Le immagini presentano il tratto addominale dell’aorta inquadrato da diversi punti e visualizzato come un vaso trasparente all’interno del quale il sangue fluisce (dall’alto verso il basso) a diverse velocità (secondo la scala cromatica indicata nell’immagine associata).
L’apparato circolatorio sanguigno è costituito da due sistemi di vasi (arterie e vene) che comunicano attraverso i capillari. Il sangue arriva ai capillari esercitando una certa pressione sui vasi. La pressione dipende da vari fattori, tra cui la gittata sanguigna (volume di sangue al minuto che il ventricolo sinistro pompa nell'aorta) e la resistenza al flusso sanguigno operata dai vasi.
Il sangue è un fluido viscoso, la cui viscosità varia secondo diversi parametri, il principale dei quali è l'ematocrito, cioè la percentuale della parte corpuscolata nel plasma. Il sangue è infatti formato da una componente liquida detta plasma sanguigno (costituito da un 90% di acqua e per il resto da sali in soluzione e proteine) e una componente corpuscolata formata da varie popolazioni cellulari di cui la più numerosa è quella degli eritrociti.
L’apparato circolatorio sanguigno è costituito da due sistemi di vasi (arterie e vene) che comunicano attraverso i capillari. Il sangue arriva ai capillari esercitando una certa pressione sui vasi. La pressione dipende da vari fattori, tra cui la gittata sanguigna (volume di sangue al minuto che il ventricolo sinistro pompa nell'aorta) e la resistenza al flusso sanguigno operata dai vasi.
Il sangue è un fluido viscoso, la cui viscosità varia secondo diversi parametri, il principale dei quali è l'ematocrito, cioè la percentuale della parte corpuscolata nel plasma. Il sangue è infatti formato da una componente liquida detta plasma sanguigno (costituito da un 90% di acqua e per il resto da sali in soluzione e proteine) e una componente corpuscolata formata da varie popolazioni cellulari di cui la più numerosa è quella degli eritrociti.
La tecnica
Modello empirico
(VMTK e CFD)
(VMTK e CFD)
Le immagini si riferiscono all’aorta di una paziente (affetta da una rara malattia del sistema circolatorio) di cui occorre seguire lo spessore e la funzionalità della parete dei grandi vasi. La geometria delle arterie è stata ricavata da dai dati rilevati mediante un esame di risonanza magnetica (MRI). Per questa ricostruzione si è utilizzato VMTK (Vascular Modeling Toolkit). Altri esami clinici hanno fornito la velocità del flusso sanguigno nell’aorta e nelle arterie in cui questa si dirama e la viscosità del sangue.
Questi dati sono stati utilizzati come condizioni di contorno di una simulazione di fluidodinamica computazionale (CFD), considerando il sistema come una cavità attraverso cui fluisce un liquido con certi parametri fisici di viscosità e densità. Per non complicare troppo la simulazione, le pareti sono considerate rigide.
Scopo della simulazione è di analizzare il comportamento del sangue all’interno del vaso, per prevedere dove il vaso potrà inspessirsi. La sollecitazione esercitata dal sangue viene infatti “sentita” dalle cellule che ricoprono il lume dei vasi, ne determina la crescita e può quindi contribuire ad aumentare lo spessore della parete.
Questi dati sono stati utilizzati come condizioni di contorno di una simulazione di fluidodinamica computazionale (CFD), considerando il sistema come una cavità attraverso cui fluisce un liquido con certi parametri fisici di viscosità e densità. Per non complicare troppo la simulazione, le pareti sono considerate rigide.
Scopo della simulazione è di analizzare il comportamento del sangue all’interno del vaso, per prevedere dove il vaso potrà inspessirsi. La sollecitazione esercitata dal sangue viene infatti “sentita” dalle cellule che ricoprono il lume dei vasi, ne determina la crescita e può quindi contribuire ad aumentare lo spessore della parete.
Cos'e' controluce
Controluce è una raccolta di immagini scientifiche provenienti dai laboratori di ricerca.
La scienza procede per modelli e anche per immagini. L'osservazione dei fenomeni, gli esperimenti di laboratorio, l'intuizione matematica, le simulazioni al computer utilizzano in molti casi la sintesi e la capacità evocativa di un'immagine. Sopratutto, le immagini sono un irrinunciablile ingrediente della comunicazione della scienza, sia interna che esterna a una certa disciplina.
Le immagini di Controluce vengono scelte e descritte da Ulisse con un lavoro di confronto e di dialogo con gli scienziati che le hanno prodotte. Si tratta di immagini che nascono direttamente dall'attività di ricerca, ma che hanno un alto potenziale comunicativo anche per un pubblico più ampio.
