Blood is supplied to the brain by two internal carotid and two vertebral arteries. These arteries join to form the cerebral arterial circle (also called the Circle of Willis or CoW). This unique arrangement of human vessels ensures blood supply to the brain despite of any pathology in the geometry of arteries supplying the brain. Computed Tomography was used in this case for imagining the CoW as well as the arteries supplying it. The images obtained during the test were used to develop numerical model of one particular patient?s vessels geometry. Finally, with the use of numerical methods it is possible to simulate a realistic flow within the region where no other method can be used and thus one can analyze an influence of the pathological narrowing onto the cerebral perfusion. Using Computed Tomography large series of two-dimensional X-ray images were taken along the patient's axis during one test. The distance between single images is 0.6 mm. Vessels as they are soft tissues have to be visualized by contrast. Having these images, a three-dimensional path of the single artery was studied and its geometry was generated in CAD software (SolidWorks). Then, 3D mesh was generated using CFX Mesh code. Numerical experiment was carried out for different velocities within the physiological range. Blood was modeled as a Newtonian fluid.
Głównymi tętnicami dostarczającymi krew do mózgu są dwie tętnice szyjne wewnętrzne oraz dwie tętnice kręgowe. Naczynia te łączą się w jamie czaszki tworząc koło tętnicze mózgu (koło Willisa). Układ ten ma za zadanie zapewnienie prawidłowego ukrwienia mózgu bez względu na zmiany patologiczne w geometrii naczyń zasilających mózg. W pracy tej posłużono się komputerową tomografią,jako sposobem obrazowania naczyń krwionośnych. Zastosowanie obrazów z TK pozwoliło na zbudowanie modelu numerycznego koła Willisa dla indywidualnego przypadku danego pacjenta. W chwili obecnej posługując się metodami numerycznymi możliwe jest odtworzenie rzeczywistego przepływu w obszarze, jak i zbadać wpływ anomalii w budowie na ukrwienie mózgu. Podstawą do zbudowania modelu były serie obrazów pozyskanych w czasie badania badania z wykorzystaniem tomografii komputerowej. W metodzie tej generowany jest obraz 2D na płaszczyznach prostopadłych do głównej osi pacjenta. Płaszczyzny oddalone są od siebie o 0,6 [mm]. Dla uwidocznienia naczyń krwionośnych, które są tkanką miękką, dodano środka kontrastowego. Na podstawie tych obrazów odwzorowano trójwymiarową ścieżkę osi każdego z kanałów. Kolejnym etapem było przeniesienie danych do programu SolidWorks. Następnie wygenerowana została siatka przestrzenna, do wykonania której wykorzystano oprogramowanie CFX Mesh. Symulacje przeprowadzone zostały dla różnych charakterystycznych wartości prędkości z zakresu prędkości fizjologicznych występujących w układzie krwionośnym. Krew została zdefiniowana jako ciecz Newtonowska.