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Computational models are used to represent blood flow in large and small arteries and to simulate cardiovascular diseases. Through these models, it is possible to estimate the pressure and blood flow in arterial vessels. However, to reduce the complexity of the model simulation, it is necessary to truncate small arterial domains representing the networks of small arteries and arterioles. At truncation points, the input impedance is used as a boundary condition. This work describes a method based on fractal laws to generate models of arterial trees that represent the truncated arterial districts, and how to calculate the input impedance of these models. The influence of the parameters used in the generation of the arterial tree model on the input impedance is investigated. The results show that the bifurcation exponent and asymmetry ratio most influence the input impedance response of the models.

A modelagem computacional do escoamento sanguíneo em árvores arteriais do sistema circulatório ajuda a ganhar entendimento deste complexo sistema, o que pode auxiliar no tratamento de doenças vasculares. Para tanto, a construção de modelos de árvores arteriais é mandatória para representar a rede vascular em detalhe de domínios anatômicos com escassez de dados morfométricos dos vasos. Na literatura, há as seguintes classes de modelos de árvores arteriais: anatômico, parâmetros condensados, fractal e otimizado. No contexto do modelo otimizado, os modelos gerados pelo método CCO (Constrained Constructive Optimization) são capazes de reproduzir características morfométricas e hemodinâmicas de árvores arteriais reais. Neste trabalho, é proposto um algoritmo baseado no método CCO capaz de gerar modelos de árvores arteriais em domínios 2D/3D não necessariamente convexos sob as seguintes condições: raio do segmento raiz fixo, fluxos distintos nos segmentos terminais e diferentes expoentes na lei de bifurcação durante o crescimento da árvore. Esse algoritmo é chamado de VCCO (Variant of the Constrained Constructive Optimization). Dados morfométricos dos modelos gerados pelo algoritmo foram comparados com dados reais de árvores arteriais coronarianas. Com relação à hemodinâmica, a impedância vascular nos modelos de árvores arteriais foi calculada e comparada com dados experimentais e numéricos. Por último, simulações de escoamento pulsátil foram realizadas utilizando um método analítico e modelos de árvores arteriais como substrato geométrico. Os resultados morfométricos e hemodinâmicos obtidos neste trabalho estão em concordância com dados numéricos e experimentais da literatura, o que sugere que o Algoritmo VCCO produz modelos confiáveis que podem ser utilizados em simulações hemodinâmicas.