Investigación de la Hipertensión Pulmonar utilizando un solucionador CFD OpenFOAM ad hoc
Autores: Duronio, Francesco; Marchetti, Paola
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación de la Hipertensión Pulmonar utilizando un solucionador CFD OpenFOAM ad hoc
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Enfermedades cardiovasculares
Dinámica de fluidos computacional
Arteria pulmonar
Hemodinámica
Flujo sanguíneo
Hipertensión arterial
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las enfermedades cardiovasculares son un grupo de trastornos que afectan el corazón y los vasos sanguíneos, representando una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Con la ayuda de la dinámica de fluidos computacional, es posible estudiar la hemodinámica de las arterias pulmonares en detalle y simular diversas condiciones fisiológicas, ofreciendo así numerosas ventajas sobre los análisis invasivos en las fases de diagnóstico y planificación quirúrgica. Específicamente, el objetivo de este estudio es el análisis fluidodinámico de la arteria pulmonar, comparando las características del flujo sanguíneo en un sujeto sano con el de un paciente afectado por hipertensión arterial pulmonar. Realizamos simulaciones de CFD con la biblioteca OpenFOAM C++ utilizando un solucionador desarrollado específicamente que presenta el modelo Windkessel como condición de contorno de presión. Esta metodología, escasamente aplicada en el pasado para este problema, permite un análisis competente y la cuantificación detallada de los parámetros fluidodinámicos más importantes (velocidad del flujo, distribución de presión y esfuerzo cortante en la pared (WSS)) con mayor precisión y resolución en comparación con las técnicas de simulación y diagnóstico clásicas. Verificamos la validez de la metodología adoptada para reproducir el flujo sanguíneo basándonos en datos experimentales. Un análisis comparativo detallado destaca las diferencias entre los casos sanos y patológicos en términos hemodinámicos. Los resultados de este trabajo contribuyen a ampliar el conocimiento de las características del flujo sanguíneo en la arteria pulmonar humana, revelando diferencias sustanciales entre los dos escenarios clínicos investigados y destacando cómo la hipertensión arterial cambia drásticamente el flujo sanguíneo. El análisis de los datos confirmó la importancia de la CFD como herramienta de apoyo para entender, diagnosticar y monitorear los mecanismos patofisiológicos subyacentes a las enfermedades cardiovasculares, demostrando ser un medio poderoso para personalizar los tratamientos quirúrgicos.
Descripción
Las enfermedades cardiovasculares son un grupo de trastornos que afectan el corazón y los vasos sanguíneos, representando una de las principales causas de muerte en todo el mundo. Con la ayuda de la dinámica de fluidos computacional, es posible estudiar la hemodinámica de las arterias pulmonares en detalle y simular diversas condiciones fisiológicas, ofreciendo así numerosas ventajas sobre los análisis invasivos en las fases de diagnóstico y planificación quirúrgica. Específicamente, el objetivo de este estudio es el análisis fluidodinámico de la arteria pulmonar, comparando las características del flujo sanguíneo en un sujeto sano con el de un paciente afectado por hipertensión arterial pulmonar. Realizamos simulaciones de CFD con la biblioteca OpenFOAM C++ utilizando un solucionador desarrollado específicamente que presenta el modelo Windkessel como condición de contorno de presión. Esta metodología, escasamente aplicada en el pasado para este problema, permite un análisis competente y la cuantificación detallada de los parámetros fluidodinámicos más importantes (velocidad del flujo, distribución de presión y esfuerzo cortante en la pared (WSS)) con mayor precisión y resolución en comparación con las técnicas de simulación y diagnóstico clásicas. Verificamos la validez de la metodología adoptada para reproducir el flujo sanguíneo basándonos en datos experimentales. Un análisis comparativo detallado destaca las diferencias entre los casos sanos y patológicos en términos hemodinámicos. Los resultados de este trabajo contribuyen a ampliar el conocimiento de las características del flujo sanguíneo en la arteria pulmonar humana, revelando diferencias sustanciales entre los dos escenarios clínicos investigados y destacando cómo la hipertensión arterial cambia drásticamente el flujo sanguíneo. El análisis de los datos confirmó la importancia de la CFD como herramienta de apoyo para entender, diagnosticar y monitorear los mecanismos patofisiológicos subyacentes a las enfermedades cardiovasculares, demostrando ser un medio poderoso para personalizar los tratamientos quirúrgicos.