Studio computazionale dell'emodinamica delle arterie lenticolostriate in presenza di fibrillazione atriale = Hemodynamic's Computational study within lenticulostriate arteries during atrial fibrillation

Al giorno d'oggi è noto che la fibrillazione atriale, il tipo di aritmia cardiaca più diffuso, sia associata con un aumento del rischio di demenza e deficit cognitivo. La demenza vascolare ischemica sottocorticale colpisce principalmente strutture profonde dell'encefalo, tra cui i gangli della base e la capsula interna. Tali strutture sono irrorate dalle arterie lenticolostriate (LSA), piccole arterie con diametro compreso tra 0,1 e 1 mm, che si dipartono perpendicolarmente dall'arteria cerebrale media (MCA). Le arterie lenticolostriate sono suscettibili allo sviluppo della malattia dei piccoli vasi con conseguente occlusione ed infarto cerebrale, ciò rappresenta uno dei principali meccanismi di insorgenza della demenza vascolare sottocorticale. Inoltre, si pensa che tra le principali cause che possano condurre ad una condizione di demenza vascolare e deficit cognitivo vi sia un'alterazione dell'emodinamica cerebrale profonda in condizione di fibrillazione atriale. Il seguente studio di tesi, attraverso un'analisi di fluidodinamica computazionale, ha lo scopo di definire le principali caratteristiche emodinamiche che contraddistinguono il flusso sanguigno all'interno delle arterie lenticolostriate in presenza di fibrillazione atriale (AF) e di normale ritmo sinusale (NSR). A tal fine, a partire da due immagini di risonanza magnetica relative a due pazienti diversi, sono stati ricostruiti due modelli tridimensionali della regione vascolare di interesse. In particolare, le due immagini sono state acquisite mediante un campo magnetico statico con intensità pari a 7 T, ciò ha permesso di ottenere immagini con un rapporto segnale-rumore (SNR) elevato e risoluzioni submillimetriche. Sia la condizione di AF che di NSR sono state valutate a diverse frequenze ventricolari (da 50 bpm a 130 bpm) mediante delle simulazioni stazionarie a portata costante. Infatti, è stato osservato che in corrispondenza dei valori di picco della portata associati a ciascun ciclo cardiaco gli effetti di inerzia temporale sono trascurabili, ciò ha reso possibile effettuare un'ipotesi di locale stazionarietà. Oltre a simulazioni stazionarie a portata costante, per caratterizzare ulteriormente la condizione di ritmo sinusale, sono state effettuate per le diverse frequenze ventricolari delle simulazioni di un unico ciclo cardiaco il quale si ripete uguale a se stesso in modo perfettamente periodico. Analizzando le principali variabili emodinamiche, come lo sforzo di taglio a parete (\textit{Wall Shear Stress - WSS}), la portata e la velocità, è stato possibile quantificare l'impatto della fibrillazione atriale sulla circolazione cerebrale all'interno della regione vascolare di interesse. In particolare, il presente studio evidenzia una maggiore variabilità di tutte le metriche analizzate in presenza di fibrillazione atriale, la quale si traduce in una maggiore probabilità che si verifichino eventi estremi i quali potrebbero essere associati ad un aumentato rischio di sviluppare una demenza vascolare ischemica sottocorticale.