Interacción Fluido-Estructura Simulación de Cirugía de Válvula Aórtica: Una Revisión
Autores: Kuchumov, Alex G.; Makashova, Anastasiya; Vladimirov, Sergey; Borodin, Vsevolod; Dokuchaeva, Anna
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Interacción Fluido-Estructura Simulación de Cirugía de Válvula Aórtica: Una Revisión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Interacción fluido-estructura
Válvula aórtica
Deformaciones
Dinámica de fluidos computacional
Análisis de elementos finitos
Resultados quirúrgicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La interacción complicada entre un flujo de fluido y una estructura deformable se conoce como interacción fluido-estructura (IFE). La IFE juega un papel crucial en el funcionamiento de la válvula aórtica. La sangre ejerce tensiones sobre las valvas a medida que pasa a través de la válvula que se abre o se cierra, causando que se deformen y vibren. La presión, la velocidad y la turbulencia del flujo de fluido tienen un impacto en estas deformaciones y vibraciones. Diseñar válvulas artificiales, diagnosticar y predecir fallos de válvulas, y mejorar tratamientos quirúrgicos e intervencionistas requieren la comprensión y modelado de la IFE en la dinámica de la válvula aórtica. Las técnicas más populares para simular y analizar la IFE en válvulas aórticas son la dinámica de fluidos computacional (DFC) y el análisis de elementos finitos (AEF). Al estudiar la relación entre el flujo de fluido y las deformaciones de la válvula, los investigadores y médicos pueden obtener conocimientos sobre el funcionamiento de las válvulas y posibles enfermedades patológicas. En general, la IFE es un fenómeno complicado que tiene un gran impacto en el buen funcionamiento de la válvula aórtica. Las enfermedades y trastornos de la válvula aórtica pueden ser mejor identificados, tratados y gestionados al comprender y mimetizar esta relación. Este artículo proporciona una revisión de la literatura que compila métodos de reconstrucción de válvulas desde 1952 hasta el presente, así como técnicas de modelado de IFE que pueden ayudar a avanzar en la reconstrucción de válvulas. Se utilizaron las bases de datos Scopus, PubMed y ScienceDirect en la búsqueda de literatura y se estructuraron en varias categorías. Al utilizar el modelado de IFE, los cirujanos, investigadores e ingenieros pueden predecir el comportamiento de la válvula aórtica antes, durante y después de la cirugía. Esta capacidad predictiva puede contribuir a una mejor planificación quirúrgica, ya que proporciona información valiosa sobre parámetros hemodinámicos como patrones de flujo sanguíneo, distribuciones de presión y análisis de tensiones. Además, el modelado de IFE puede ayudar en la evaluación de diferentes opciones de tratamiento y técnicas quirúrgicas, permitiendo la evaluación de posibles complicaciones y la optimización de los resultados quirúrgicos. También puede proporcionar información valiosa sobre la durabilidad y funcionalidad a largo plazo de las válvulas protésicas. En resumen, el modelado de interacción fluido-estructura es una herramienta efectiva para predecir los resultados de la cirugía de válvula aórtica. Puede proporcionar información valiosa sobre parámetros hemodinámicos y ayudar en la planificación quirúrgica, evaluación de tratamientos y optimización de resultados quirúrgicos.
Descripción
La interacción complicada entre un flujo de fluido y una estructura deformable se conoce como interacción fluido-estructura (IFE). La IFE juega un papel crucial en el funcionamiento de la válvula aórtica. La sangre ejerce tensiones sobre las valvas a medida que pasa a través de la válvula que se abre o se cierra, causando que se deformen y vibren. La presión, la velocidad y la turbulencia del flujo de fluido tienen un impacto en estas deformaciones y vibraciones. Diseñar válvulas artificiales, diagnosticar y predecir fallos de válvulas, y mejorar tratamientos quirúrgicos e intervencionistas requieren la comprensión y modelado de la IFE en la dinámica de la válvula aórtica. Las técnicas más populares para simular y analizar la IFE en válvulas aórticas son la dinámica de fluidos computacional (DFC) y el análisis de elementos finitos (AEF). Al estudiar la relación entre el flujo de fluido y las deformaciones de la válvula, los investigadores y médicos pueden obtener conocimientos sobre el funcionamiento de las válvulas y posibles enfermedades patológicas. En general, la IFE es un fenómeno complicado que tiene un gran impacto en el buen funcionamiento de la válvula aórtica. Las enfermedades y trastornos de la válvula aórtica pueden ser mejor identificados, tratados y gestionados al comprender y mimetizar esta relación. Este artículo proporciona una revisión de la literatura que compila métodos de reconstrucción de válvulas desde 1952 hasta el presente, así como técnicas de modelado de IFE que pueden ayudar a avanzar en la reconstrucción de válvulas. Se utilizaron las bases de datos Scopus, PubMed y ScienceDirect en la búsqueda de literatura y se estructuraron en varias categorías. Al utilizar el modelado de IFE, los cirujanos, investigadores e ingenieros pueden predecir el comportamiento de la válvula aórtica antes, durante y después de la cirugía. Esta capacidad predictiva puede contribuir a una mejor planificación quirúrgica, ya que proporciona información valiosa sobre parámetros hemodinámicos como patrones de flujo sanguíneo, distribuciones de presión y análisis de tensiones. Además, el modelado de IFE puede ayudar en la evaluación de diferentes opciones de tratamiento y técnicas quirúrgicas, permitiendo la evaluación de posibles complicaciones y la optimización de los resultados quirúrgicos. También puede proporcionar información valiosa sobre la durabilidad y funcionalidad a largo plazo de las válvulas protésicas. En resumen, el modelado de interacción fluido-estructura es una herramienta efectiva para predecir los resultados de la cirugía de válvula aórtica. Puede proporcionar información valiosa sobre parámetros hemodinámicos y ayudar en la planificación quirúrgica, evaluación de tratamientos y optimización de resultados quirúrgicos.