Estudio de la detección de heterogeneidades en arterias aortas para diagnosticar aneurismas ascendentes.

Ferrando Escartín, David
Peña Baquedano, Estefanía (dir.) ; Latorre Molins, Álvaro Tomás (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2023
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras

Graduado en Ingeniería Mecánica

Resumen: Las enfermedades cardiovasculares son la primera causa de muerte a nivel global, y entre ellas, la patología aneurismática se destaca como una de las más comunes. Los aneurismas consisten en una dilatación anormal y localizada de la arteria aorta, lo que puede comprometer su integridad estructural y llevar a complicaciones de elevada gravedad. El diagnóstico y la detección temprana de los aneurismas aórticos son fundamentales para prevenir complicaciones potencialmente mortales. En la actualidad, la detección y seguimiento de la patología se lleva a cabo mediante técnicas de imagen, que permiten determinar parámetros geométricos tomados como criterio para valorar el riesgo del paciente. Sin embargo, en multitud de casos resultan ser insuficientes para una temprana detección y un correcto diagnóstico. En este contexto, el presente trabajo tiene como objetivo abordar la problemática de los aneurismas ubicados en la región ascendente de la aorta, enfocándose en la detección y el seguimiento de esta condición desde la óptica de la ingeniería a través de sus propiedades mecánicas. Se estudia la viabilidad de detección de heterogeneidades en el tejido arterial de la aorta en su región ascendente, cuya aparición está estrechamente ligada al inicio de aneurismas. Para este propósito se elaboran modelos de elementos finitos con diferentes geometrías, siendo estos modelos correspondientes a la evolución de la patología. Se parte de un modelo en estado sano, con la posterior aparición de inclusiones en el tejido de la región ascendente cuya rigidez va en aumento, hasta alcanzar un estado aneurismático completamente desarrollado. En este estudio se va a trabajar con geometrías parametrizadas idealizadas para simular arterias aórticas sanas y con aneurisma. Con el fin de reproducir los datos que proporcionarían las técnicas de imagen clínica como la tomografía computarizada, se analizan las coordenadas y desplazamientos nodales de las simulaciones de cada uno de los modelos que simulan el inflado de las aortas y los aneurismas. Se toma registro de ambas variables en un incremento de presión de unos 5 mmHg para la posterior aplicación de la hipótesis de pequeños desplazamientos, lo cual posibilita el cálculo de las deformaciones a partir de los desplazamientos relativos producidos. Una vez calculadas las deformaciones, se procede al cálculo del módulo del gradiente de las deformaciones, variable cuya representación permite la detección del contorno de heterogeneidades. Los resultados obtenidos indicaron que la metodología utilizada posibilita la detección de heterogeneidades en los diferentes estadios de la patología. Esto permite detectar el inicio de aneurismas y llevar a cabo un seguimiento de la evolución de la enfermedad. El tamaño del contorno de la inclusión revela el desarrollo geométrico de la enfermedad, y la nitidez del contorno está directamente relacionada con la rigidez. Por lo que esta metodología permitiría obtener un diagnóstico precoz en las primeras etapas de la patología aneurismática.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado