Identificación de dominio de diseño impulsado por elemento finito de un simulador de ventrículo izquierdo en movimiento
Autores: Gulbulak, Utku; Ertas, Atila
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Identificación de dominio de diseño impulsado por elemento finito de un simulador de ventrículo izquierdo en movimiento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Enfermedades cardíacas
Dispositivos de asistencia ventricular izquierda
Estudios en animales in vivo
Estudios de circulación simulada in vitro
Simulador de ventrículo izquierdo
Modelo de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Casi el diez por ciento de la población estadounidense tiene enfermedades del corazón. Dado que el número de donantes de corazón disponibles no es prometedor, se implementan dispositivos de asistencia ventricular izquierda como terapias puente. El desarrollo de los dispositivos de asistencia se beneficia tanto de estudios en animales in vivo como de estudios de circulación simulada in vitro. La representación del corazón es una parte crucial de las configuraciones de circulación simulada. Recientemente, se ha propuesto un simulador de ventrículo izquierdo que late con caucho de látex y actuadores de McKibben orientados helicoidalmente. El simulador pudo imitar el movimiento de la pared del corazón, sin embargo, se informó que la tasa de flujo estaba limitada a 2 litros por minuto. Este estudio ofrece una identificación de dominio de diseño impulsada por elementos finitos para identificar la combinación de grosor de pared, número de actuadores y ángulo de orientación que resulta en una mejor deformación. Se desarrolló y validó un modelo de elementos finitos no lineal del simulador. El dominio de diseño se construyó con 150 modelos de elementos finitos, cada uno con grosor de pared variable y número de actuadores con ángulos de orientación variables. Los resultados mostraron que la combinación de un grosor de pared de 4 mm y 8 actuadores con una orientación de 90 grados fue la que mejor se desempeñó en el dominio de diseño.
Descripción
Casi el diez por ciento de la población estadounidense tiene enfermedades del corazón. Dado que el número de donantes de corazón disponibles no es prometedor, se implementan dispositivos de asistencia ventricular izquierda como terapias puente. El desarrollo de los dispositivos de asistencia se beneficia tanto de estudios en animales in vivo como de estudios de circulación simulada in vitro. La representación del corazón es una parte crucial de las configuraciones de circulación simulada. Recientemente, se ha propuesto un simulador de ventrículo izquierdo que late con caucho de látex y actuadores de McKibben orientados helicoidalmente. El simulador pudo imitar el movimiento de la pared del corazón, sin embargo, se informó que la tasa de flujo estaba limitada a 2 litros por minuto. Este estudio ofrece una identificación de dominio de diseño impulsada por elementos finitos para identificar la combinación de grosor de pared, número de actuadores y ángulo de orientación que resulta en una mejor deformación. Se desarrolló y validó un modelo de elementos finitos no lineal del simulador. El dominio de diseño se construyó con 150 modelos de elementos finitos, cada uno con grosor de pared variable y número de actuadores con ángulos de orientación variables. Los resultados mostraron que la combinación de un grosor de pared de 4 mm y 8 actuadores con una orientación de 90 grados fue la que mejor se desempeñó en el dominio de diseño.