Modulación de Viscosidad Efectiva Impulsada por MCV y Su Impacto Hemodinámico en una Bifurcación Carotídea Idealizada: Un Estudio de Dinámica de Fluidos Computacional
Autores: Çutay, Arif; Bayrakc, Hakan; Çermik, Özde; mal, Muharrem
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Modulación de Viscosidad Efectiva Impulsada por MCV y Su Impacto Hemodinámico en una Bifurcación Carotídea Idealizada: Un Estudio de Dinámica de Fluidos Computacional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Parámetro hematológico
Viscosidad sanguínea
VCM
Viscosidad newtoniana
Flujo en la bifurcación carotídea
índices hemodinámicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El volumen corpuscular medio (VCM) es un parámetro hematológico medido de forma rutinaria que influye en la viscosidad de la sangre al alterar el volumen y la densidad de empaquetamiento de los glóbulos rojos. Aunque el VCM está fisiológicamente vinculado al comportamiento hemorreológico, hasta donde saben los autores, su papel directo en la modulación de la hemodinámica de las grandes arterias no ha sido cuantificado de manera sistemática. Este estudio introduce un modo de viscosidad newtoniana efectiva impulsado por el VCM para evaluar el impacto de primer orden de la variación del VCM en el flujo de la bifurcación carotídea. En lugar de emplear leyes constitutivas dependientes del corte, la viscosidad de la sangre se escaló a través de una formulación basada en el VCM, produciendo tres fluidos newtonianos correspondientes a niveles de VCM clínicamente relevantes de 70, 90 y 110 fL. Se realizaron simulaciones CFD pulsátiles en cuatro geometrías idealizadas de bifurcación carotídea (40 grados, 50 grados, 65 grados y 100 grados) para evaluar la influencia combinada de la geometría vascular y la variación de viscosidad dependiente del VCM. Se cuantificaron índices hemodinámicos, incluyendo el estrés cortante promedio en la pared (TAWSS), el índice de corte oscilatorio (OSI) y el tiempo de residencia relativo (RRT), y se empleó un análisis de varianza de dos vías (ANOVA) para distinguir las contribuciones relativas de la configuración geométrica y el VCM. A lo largo del rango de VCM investigado, el aumento del VCM produjo una modulación dependiente de la geometría de los índices basados en el corte, con un aumento del TAWSS de hasta aproximadamente el 11%, mientras que el OSI y el RRT disminuyeron en aproximadamente un 20-25% y un 10%, respectivamente, particularmente en geometrías que exhiben una separación de flujo pronunciada. Aunque la geometría vascular siguió siendo el determinante dominante de los patrones hemodinámicos generales, la escalación de viscosidad inducida por el VCM moduló significativamente las regiones de bajo corte y recirculación. Estos hallazgos sugieren que la escalación de viscosidad dependiente del VCM puede complementar las evaluaciones hemodinámicas específicas del paciente y proporcionar una base racional para futuros marcos de modelado reológico personalizados y dependientes del corte.
Descripción
El volumen corpuscular medio (VCM) es un parámetro hematológico medido de forma rutinaria que influye en la viscosidad de la sangre al alterar el volumen y la densidad de empaquetamiento de los glóbulos rojos. Aunque el VCM está fisiológicamente vinculado al comportamiento hemorreológico, hasta donde saben los autores, su papel directo en la modulación de la hemodinámica de las grandes arterias no ha sido cuantificado de manera sistemática. Este estudio introduce un modo de viscosidad newtoniana efectiva impulsado por el VCM para evaluar el impacto de primer orden de la variación del VCM en el flujo de la bifurcación carotídea. En lugar de emplear leyes constitutivas dependientes del corte, la viscosidad de la sangre se escaló a través de una formulación basada en el VCM, produciendo tres fluidos newtonianos correspondientes a niveles de VCM clínicamente relevantes de 70, 90 y 110 fL. Se realizaron simulaciones CFD pulsátiles en cuatro geometrías idealizadas de bifurcación carotídea (40 grados, 50 grados, 65 grados y 100 grados) para evaluar la influencia combinada de la geometría vascular y la variación de viscosidad dependiente del VCM. Se cuantificaron índices hemodinámicos, incluyendo el estrés cortante promedio en la pared (TAWSS), el índice de corte oscilatorio (OSI) y el tiempo de residencia relativo (RRT), y se empleó un análisis de varianza de dos vías (ANOVA) para distinguir las contribuciones relativas de la configuración geométrica y el VCM. A lo largo del rango de VCM investigado, el aumento del VCM produjo una modulación dependiente de la geometría de los índices basados en el corte, con un aumento del TAWSS de hasta aproximadamente el 11%, mientras que el OSI y el RRT disminuyeron en aproximadamente un 20-25% y un 10%, respectivamente, particularmente en geometrías que exhiben una separación de flujo pronunciada. Aunque la geometría vascular siguió siendo el determinante dominante de los patrones hemodinámicos generales, la escalación de viscosidad inducida por el VCM moduló significativamente las regiones de bajo corte y recirculación. Estos hallazgos sugieren que la escalación de viscosidad dependiente del VCM puede complementar las evaluaciones hemodinámicas específicas del paciente y proporcionar una base racional para futuros marcos de modelado reológico personalizados y dependientes del corte.