Un estudio de dinámica de fluidos computacional para comparar dos tipos de cánulas arteriales para el bypass cardiopulmonar
Autores: Gramigna, Vera; Palumbo, Arrigo; Rossi, Michele; Fragomeni, Gionata
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un estudio de dinámica de fluidos computacional para comparar dos tipos de cánulas arteriales para el bypass cardiopulmonar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Avances tecnológicos recientes
Investigación biomédica en salud
Dinámica de fluidos computacional
Comportamiento hemodinámico
Cánulas arteriales
Geometrías
Práctica clínica
Bypass cardiopulmonar
Modelo 3D
Aorta
Imágenes de TC
Segmentación
Ingeniería inversa
Simulaciones
Condiciones de contorno
Geometría
Vasos supra-aórticos
Punta curva
Punta recta
Patrón de flujo
Recirculación
Ventajas.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Gracias a los recientes avances tecnológicos y de TI, ha habido desarrollos rápidos en las aplicaciones de investigación biomédica y de salud de la dinámica de fluidos computacional. Esta es una metodología de simulación basada en computadora que utiliza soluciones numéricas de las ecuaciones gobernantes para simular flujos de fluidos reales. El objetivo de este estudio es investigar, utilizando un análisis de dinámica de fluidos computacional específico para el paciente, el comportamiento hemodinámico de dos cánulas arteriales, con dos geometrías diferentes, utilizadas en la práctica clínica durante el bypass cardiopulmonar. Se extrae un modelo 3D realista de la aorta a partir de las imágenes de TC de un sujeto utilizando técnicas de segmentación e ingeniería inversa. Las dos cánulas, con geometría similar excepto por el extremo distal (punta recta o curva), se modelan e insertan en la posición específica en la aorta ascendente. Se adopta la suposición de condiciones de contorno iguales para las dos simulaciones con el fin de analizar solo los efectos de la geometría de una cánula en el comportamiento hemodinámico. Los resultados de la simulación mostraron un mayor porcentaje del flujo total dirigido hacia los vasos supra-aórticos con la cánula de punta curva (66% frente a 54%), demostrando que la diferente geometría de las puntas de las cánulas produce ventajas específicas durante el bypass cardiopulmonar. De hecho, la recta parece generar un patrón de flujo más estable con buena recirculación en la aorta ascendente.
Descripción
Gracias a los recientes avances tecnológicos y de TI, ha habido desarrollos rápidos en las aplicaciones de investigación biomédica y de salud de la dinámica de fluidos computacional. Esta es una metodología de simulación basada en computadora que utiliza soluciones numéricas de las ecuaciones gobernantes para simular flujos de fluidos reales. El objetivo de este estudio es investigar, utilizando un análisis de dinámica de fluidos computacional específico para el paciente, el comportamiento hemodinámico de dos cánulas arteriales, con dos geometrías diferentes, utilizadas en la práctica clínica durante el bypass cardiopulmonar. Se extrae un modelo 3D realista de la aorta a partir de las imágenes de TC de un sujeto utilizando técnicas de segmentación e ingeniería inversa. Las dos cánulas, con geometría similar excepto por el extremo distal (punta recta o curva), se modelan e insertan en la posición específica en la aorta ascendente. Se adopta la suposición de condiciones de contorno iguales para las dos simulaciones con el fin de analizar solo los efectos de la geometría de una cánula en el comportamiento hemodinámico. Los resultados de la simulación mostraron un mayor porcentaje del flujo total dirigido hacia los vasos supra-aórticos con la cánula de punta curva (66% frente a 54%), demostrando que la diferente geometría de las puntas de las cánulas produce ventajas específicas durante el bypass cardiopulmonar. De hecho, la recta parece generar un patrón de flujo más estable con buena recirculación en la aorta ascendente.