Modelo paramétrico tridimensional del flujo sanguíneo en la aorta ascendente

Casales Murciano, Marina
Cilla Hernández, Myriam (dir.) ; Martínez Barca, Miguel Ángel (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2017
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: Las enfermedades cardiovasculares constituyen la principal causa de muerte y discapacidad en todo el mundo, especialmente en los países desarrollados, por lo que resulta de gran importancia aumentar el conocimiento sobre el desarrollo de este tipo de enfermedades, especialmente en las fases inicia-les. Dada la estrecha relación que une la fluido-dinámica del sistema cardiovascular con el desarrollo de estas patologías, el análisis hemodinámico desde un enfoque paciente-específico ha resultado de gran interés en los últimos años, puesto que ofrece información muy útil del sistema cardiovascular del paciente mediante un método no invasivo. Con el objetivo de seguir acrecentando el conocimiento en este campo, se ha propuesto en el presente trabajo analizar la influencia de los principales parámetros geométricos en las propiedades del flujo, y por tanto, en el desarrollo de enfermedades cardiovasculares. Mediante la variación de parámetros como el diámetro de entrada de la aorta ascendente, la anchura del cayado aórtico o el ángulo formado por el cayado y la aorta descendente, se han estudiado las distribuciones de distintas variables fluido-dinámicas, como la tensión tangencial de corte en la pared (Wall Shear Stress), el tiempo de residencia relativo de las partículas (Relative Residence Time), o la distribución de velocidades, entre otras, a lo largo del tramo de la arteria aorta seleccionado: aorta ascendente, cayado aórtico y zona inicial de la aorta descendente. Para llevar a cabo este análisis, se ha realizado la construcción y simulación computacional de 27 modelos paramétricos tridimensionales del flujo sanguíneo, que incorporan las principales características geométricas y fisiológicas del mismo. Estos 27 modelos son el resultado de combinar los parámetros geométricos mencionados, implementando tres valores distintos para cada uno de ellos (todos ellos dentro del rango fisiológico, de forma que se acerque lo máximo posible a la realidad). Los resultados obtenidos indican que el diámetro de entrada de la arteria aorta presenta una influencia más notable sobre las variables del flujo, equilibrando las zonas críticas al aumentar su valor, es decir, aumenta la probabilidad de desarrollar arteriosclerosis conforme disminuye este parámetro. En cuanto al ángulo y la anchura del cayado, su influencia sobre el flujo debe observarse en conjunto, obteniendo zonas proclives al desarrollo de ateromas en la zona interior del cayado para ángulos 20º (para las tres anchuras considera-das) y para 10º y la anchura máxima. Además, esta combinación de ángulo y diámetro de entrada mínimos, con una anchura máxima, resulta la más desfavorable, presentando un total de tres zonas propensas a la creación de placa. Por último, debe destacarse que la zona inicial de la arteria aorta descendente aparece en todos los modelos como zona crítica a presentar estas patologías, aumentando en pequeña medida con el ángulo y la anchura, por lo que se concluye que la influencia de los parámetros geométricos considerados es casi nula al término del cayado aórtico.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado