In the beginning we outline some important properties of blood and de- scribe it from the biological point of view. In the next section we show how we derived our model based on the mixture theory. For the final model we suggest a mathematical method based on the finite element method and subject it to tests for flow in a simple domain. In the middle part we prove the existence of solution for a model with simplified constitutive relation for the stress tensor, which still includes an anisotropic model for the platelet diffusion. In the last section we show numerical results. We start with sim- ple testing computations in simple domains, followed by computations in a two-dimensional simulation of an aneurysm, and narrowed blood vessel re- spectively. In the end we also show some illustrative computations in three dimensions. 1

Tato práce se zabývá problematikou aneurysmat břišní aorty a možností využít konečnoprvkovou deformačně-napěťovou analýzu těchto aneurysmat ke stanovení rizika ruptury. První část práce je věnována úvodu do problematiky, popisu kardiovaskulární soustavy člověka s důrazem na abdominální aortu, anatomii, fyziologii a patologii stěny tepny s důrazem na procesy vedoucí ke vzniku aneurysmatu. Dále se práce věnuje rizikovým faktorům přispívajících ke vzniku aneurysmat spolu s analýzou současných klinických postupů ke stanovení rizika ruptury spolu se srovnáním navrhovaného kritéria maximálního napětí. Dominantní část této disertace je věnována identifikaci faktorů ovlivňujících napjatost a deformaci stěny aneurysmatu spolu s návrhem nových postupů, prezentací vlastních poznatků vedoucích ke zpřesnění určení rizika ruptury pomocí deformačně- napěťové analýzy a metody konečných prvků. Nejprve je analyzován vliv geometrie, vedoucí k závěru, že je nezbytné používání individuálních geometrií pacienta. Dále je pozornost zaměřena na odbočující tepny, které ve stěně působí jako koncentrátor napětí a mohou tedy ovlivňovat napjatost v ní. Jako další podstatný faktor byl identifikován vliv nezatížené geometrie a bylo napsáno makro pro její nalezení, které bylo opět zahrnuto jako standardní součást do výpočtového modelu. Mechanické vlastnosti jak stěny aneurysmatu, tak intraluminálního trombu jsou experimentálně testovány pomocí dvouosých zkoušek. Také je zde analyzován vliv modelu materiálu, kde je ukázáno, že srovnávání maximálních napětí u jednotlivých modelů materiálu není vhodné díky zcela rozdílným gradientům napětí ve stěně aneurysmatu. Dále je zdůrazněna potřeba znalosti distribuce kolagenních vláken ve stěně a navržen program k jejímu získání. Intraluminální trombus je analyzován ve dvou souvislostech. Jednak je ukázán vliv jeho ruptury na napětí ve stěně a jednak je analyzován vliv jeho poroelastické struktury na totéž. Posledním identifikovaným podstatným faktorem je zbytková napjatost ve stěně. Její významnost je demonstrována na několika aneurysmatech a i tato je zahrnuta jako integrální součást do našeho výpočtového modelu.Na závěr jsou pak navrženy další možné směry výzkumu.

This thesis is focused on stress in brain aneurysms. It consists of three parts. First part is aimed for gaining information about the topic from scientific resources. Next part consists of analyses of geometry of cerebral aneurysms on the computed wall stress. Analyses are performed on four basic geometrical models and results are being discussed. The risky areas in each investigated shape have been identified as well as the comparisons of stress between those shapes have been performed and the most dangerous shape among investigated shapes has been determined. Third part investigates the influence of surrounding tissue on the brain aneurysm. Conclusion of this thesis is that brain gray tissue has positive yet negligible effect on the computed wall stress.

Computational Fluid Dynamic Simulation of Intracranial Aneurysms Analysis of time-dependent changes of hemodynamic parameters - the road the clinical use Hemodynamics are involved in the genesis of intracranial aneurysms and time- dependent changes of their parameters lead to aneurysm growth, stabilization or rupture. Definition of these changes using computational fluid hemodynamics could significantly contribute to the understanding of aneurysmal development and rupture and could enable the routine use of mathematical simulations. In this study, computational fluid dynamics were performed for nine incidental aneurysms. Five aneurysms were monitored throughout time and factors leading to aneurysm rupture were analyzed. In four aneurysms the influence of the hemodynamics on the growth was defined. Major growth occurred in areas of low wall shear stress and oscillatory index. These areas increased in size during growth time. Contrary to this, neck shape remodeling occurred in areas with large wall shear stress and pressure. Throughout the follow-up of ruptured aneurysms, the minimal wall shear stress decreased, and the area of low wall shear stress increased significantly. The results indicate that decreasing values of minimal wall shear stress and increasing values of low wall shear stress area...

This thesis deals with problems of biomechanics of soft tissues, namely of stress-strain analysis of abdominal aortic aneurysm (AAA). The introduction describes briefly the possibility of aneurysm occurrence with a focus on an aneurysm in the abdominal aorta.

Univerzita Karlova v Praze 1. lékařská fakulta Autoreferát disertační práce Optimalizace indikací chirurgického a endovaskulárního ošetření intrakraniálních aneurysmat Anna Štekláčová 2018 2 Doktorské studijní programy v biomedicíně Univerzita Karlova v Praze a Akademie věd České republiky Obor: Neurovědy Předseda oborové rady: Prof. MUDr. Karel Šonka, DrSc. Školicí pracoviště: Neurochirurgická a neuroonkologická klinika 1. LF UK a ÚVN, Praha Školitel: Prof. MUDr. Vladimír Beneš, DrSc. Disertační práce bude nejméně pět pracovních dnů před konáním obhajoby zveřejněna k nahlížení veřejnosti v tištěné podobě na Oddělení pro vědeckou činnost a zahraniční styky Děkanátu 1. lékařské fakulty. 3 Obsah Abstrakt - Česky ..................................................................................... 4 Abstract - English ................................................................................... 5 Úvod........................................................................................................ 6 Hypotézy a cíle studie............................................................................. 6 Materiál a metody ................................................................................... 7 Výsledky...

This thesis deals with problems of biomechanics of soft tissues, namely of stress-strain analysis of abdominal aortic aneurysm (AAA). The introduction describes briefly the possibility of aneurysm occurrence with a focus on an aneurysm in the abdominal aorta.