In questo lavoro di tesi abbiamo realizzato un simulatore che riproduce l’azione di pompaggio del sangue dal ventricolo destro all’arteria polmonare. In particolare, abbiamo studiato l’accoppiamento tra queste due componenti
al variare delle loro caratteristiche elastiche, al fine di simulare le condizioni fisiologiche e quelle di ipertensione arteriosa polmonare. Il sistema realizzato è infatti in grado di produrre segnali stabili e ripetibili, con una forma ana- loga a quella dei segnali emodinamici reali.
Inoltre, è stata verificata l’ipotesi secondo cui una diminuzione di elastanza arteriosa comporta un miglioramento dell’efficienza di trasferimento energe- tico dalla pompa al carico.
Pertanto, la verifica della fattibilità di un intervento biomeccanico volto a modificare l’evoluzione della ipertensione arteriosa, attraverso il recupero di un migliore adattamento tra ventricolo destro e arteria polmonare, è da con- siderarsi compiuta.
Inoltre, il simulatore prodotto ha un importante valenza nel campo del- la ricerca biomedicale: esso è stato realizzato in modo che possano essere modificate tutte le grandezze importanti al fine dello studio del sistema cir- colatorio dal punto di vista biomeccanico, limitatamente a quanto è possibile simulare con un tale apparato. Resta ancora da verificare quali siano tutte le potenzialità di questo simulatore, in termini di condizioni riproducibili, variando le resistenze periferiche, la resistenza ventricolare, la frequenza car- diaca, e gli altri parametri modificabili nel sistema.
Uno studio approfondito delle capacità e dei limiti di questo simulatore esula dagli scopi di questo lavoro, ma grazie al sistema realizzato saranno possibili diverse sperimentazioni in merito alla tematica del sistema “ventricolo-carico arterioso”.
Durante il lavoro di tesi sono state progettate alcune componenti del simulatore che possono essere ulteriormente implementate per migliorare gli andamenti dei segnali riprodotti. In particolare:
1. il sistema di strozzatura utilizzato per variare l’elastanza arteriosa può essere considerato una fase prototipale, per quanto funzionale, di un sistema più sofisticato, che consenta di variare la rigidità delle pareti in
modo da poter riprodurre condizioni di elastanza arteriosa replicabili e ben caratterizzabili.
2. il sistema di variazione dell’elastanza della camera elastica, benché ef- ficace, non descrive il reale funzionamento di un ventricolo. Infatti, ad ogni variazione della lunghezza della camera cambia anche il volume a riposo V0 del ventricolo. Quindi, di fatto, una variazione dell’elastan-
za ventricolare porta a considerare un ventricolo sempre diverso e non confrontabile con altre condizioni. Per questo, una possibile soluzio- ne consiste nell’installare lo stesso sistema di strozzatura utilizzato per l’arteria polmonare anche all’esterno della camera elastica, in modo da mantenere costante il volume a riposo e, quindi, poter verificare il com- portamento del sistema ventricolare al variare del precarico e del post- carico. In questo modo sarà possibile verificare se il simulatore realizza- to non solo permette lo studio dell’accoppiamento arterio-ventricolare, ma se lo stesso sistema ventricolare dell’apparato è in grado di simula- re il comportamento di un reale ventricolo in condizioni fisiologiche e patologiche (es. studi sulla curva ESPVR).
Per quanto riguarda la natura dell’intervento chirurgico volto a migliorare le condizioni di adattamento biomeccanico tra ventricolo e arteria, un’ipotesi può essere l’applicazione di un patch protesico con particolari caratteristiche elastiche, che vada a ridurre il valore di elastanza arteriosa, in modo da ripor- tare anche il ventricolo a lavorare in condizioni più vicine a quelle fisiologiche. Questa tematica sarà oggetto dei prossimi studi del gruppo di ricerca.
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Questo lavoro di tesi conclude il mio percorso da studente di Fisica Ap- plicata e rappresenta un bellissimo traguardo, nonché una nuova partenza. La mia permanenza durante l’ultimo anno presso il Centro di Fisica Medica dell’Ospedale S.Orsola ha cambiato, sicuramente in meglio, me stesso e le mie prospettive future.
Anzitutto, voglio ringraziare il Prof. Zannoli, per essere stato un ottimo relatore e insegnante, nonché mentore alle volte. Grazie, perché di questa esperienza ho apprezzato tutti gli aspetti, dai più semplici ai più complessi. Grazie al Dott. Corazza, per avermi aiutato e assistito nelle varie fasi di questo lavoro, e per avermi fatto vivere una bellissima esperienza di vita al- l’interno del Centro di Fisica Medica.
Grazie al Dott. Rossi, al Dott. Lombi e all’Ing.Salimbeni, a Manami, Ce- leste, Elisa, Gianmarco, Cristiano e Valentina, per aver condiviso parte del mio lavoro durante la permanenza in laboratorio, e per avermi saputo dare sempre buoni consigli.
Infine, grazie a tutti coloro che hanno condiviso questo mio percorso di studi e di tesi, e che hanno saputo contribuire a raggiungere questo risultato.