Simulación del Flujo Sanguíneo de la Aorta Torácica Aneurismática y Sana Usando el Software CFD OpenFOAM
Autores: Duronio, Francesco; Di Mascio, Andrea
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación del Flujo Sanguíneo de la Aorta Torácica Aneurismática y Sana Usando el Software CFD OpenFOAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Enfermedades cardiovasculares
Dinámica del flujo sanguíneo
Simulaciones de CFD
Aorta torácica
Hemodinámica
Aneurisma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las enfermedades cardiovasculares siguen representando una de las patologías más mortales en todo el mundo. El conocimiento de la dinámica del flujo sanguíneo dentro del sistema cardiovascular es crucial para prevenir estas enfermedades y analizar su fisiología y fisiopatología. Las simulaciones de CFD son altamente efectivas para guiar predicciones clínicas y, lo que es más importante, permiten la evaluación de parámetros físicos y clínicos que son difíciles de medir con técnicas diagnósticas comunes. Por lo tanto, este estudio se centra en investigar la hemodinámica de la aorta torácica. Se consideraron geometrías aórticas reales de un paciente sano y de uno enfermo que presenta un aneurisma. Se realizaron simulaciones de CFD con la biblioteca OpenFOAM C++ utilizando formas de onda de flujo sanguíneo pulsátil específicas del paciente e implementando la condición de contorno de presión de Windkessel para el flujo de salida de la arteria. La metodología adoptada fue verificada preliminarmente para evaluar la incertidumbre numérica y la convergencia. Luego, los resultados de CFD se evaluaron en comparación con datos experimentales sobre la presión y la velocidad de la aorta torácica medidos con técnicas diagnósticas estándar. El flujo sanguíneo de la aorta normal también se comparó con el patrón del aneurisma aórtico específico del paciente. Se investigaron y discutieron parámetros como la presión en la pared, el esfuerzo cortante en la pared (WSS) y la distribución de la velocidad. La investigación destacó que el flujo sanguíneo en la aorta se ve fuertemente afectado por la aparición del aneurisma, siendo el crecimiento de las zonas de recirculación potencialmente peligroso. Los resultados de la investigación demuestran finalmente cómo las herramientas de simulación de CFD, que capturan la física detallada del flujo aórtico, son herramientas poderosas para apoyar las actividades clínicas del sistema cardiovascular.
Descripción
Las enfermedades cardiovasculares siguen representando una de las patologías más mortales en todo el mundo. El conocimiento de la dinámica del flujo sanguíneo dentro del sistema cardiovascular es crucial para prevenir estas enfermedades y analizar su fisiología y fisiopatología. Las simulaciones de CFD son altamente efectivas para guiar predicciones clínicas y, lo que es más importante, permiten la evaluación de parámetros físicos y clínicos que son difíciles de medir con técnicas diagnósticas comunes. Por lo tanto, este estudio se centra en investigar la hemodinámica de la aorta torácica. Se consideraron geometrías aórticas reales de un paciente sano y de uno enfermo que presenta un aneurisma. Se realizaron simulaciones de CFD con la biblioteca OpenFOAM C++ utilizando formas de onda de flujo sanguíneo pulsátil específicas del paciente e implementando la condición de contorno de presión de Windkessel para el flujo de salida de la arteria. La metodología adoptada fue verificada preliminarmente para evaluar la incertidumbre numérica y la convergencia. Luego, los resultados de CFD se evaluaron en comparación con datos experimentales sobre la presión y la velocidad de la aorta torácica medidos con técnicas diagnósticas estándar. El flujo sanguíneo de la aorta normal también se comparó con el patrón del aneurisma aórtico específico del paciente. Se investigaron y discutieron parámetros como la presión en la pared, el esfuerzo cortante en la pared (WSS) y la distribución de la velocidad. La investigación destacó que el flujo sanguíneo en la aorta se ve fuertemente afectado por la aparición del aneurisma, siendo el crecimiento de las zonas de recirculación potencialmente peligroso. Los resultados de la investigación demuestran finalmente cómo las herramientas de simulación de CFD, que capturan la física detallada del flujo aórtico, son herramientas poderosas para apoyar las actividades clínicas del sistema cardiovascular.