Estudio de parámetros hemodinámicos y entropía mediante la dinámica de fluidos computacional en una aorta para diferentes patologías

Abstract

Uno de los factores de riesgo asociado al padecimiento de alteraciones en el flujo sanguíneo son los accidentes cardiovasculares, esto debido a un aumento en la viscosidad sanguínea o plasmática, con algunas enfermedades tales como: diabetes, aterosclerosis, entre otras, que presentan cambios significativos en esta variable. Una herramienta de cálculo que permite dar una idea sobre la influencia de ello es la simulación mediante la Dinámica Fluidos Computacional (CFD). En el presente proyecto se realiza la evaluación y análisis de los parámetros hemodinámicos debido a los cambios de viscosidad en la sangre presentes en la diabetes, preeclampsia, aterosclerosis, Raynaud y leucemia en un modelo arterial simplificado de una aorta humana, mediante CFD. Se simularon cada uno de los casos de estudio para las diferentes patologías en la geometría idealizada, partiendo de situaciones aproximadas a la realidad, usando ANSYS Fluent ® v16. El estudio permitió evidenciar el comportamiento del flujo sanguíneo mediante los indicadores de flujo como lo son: presión, velocidad y esfuerzos cortantes, así como parámetros hemodinámicos: los esfuerzos cortantes en las paredes, promediados en el tiempo (Time-Averaged Wall Shear Stress), el Índice de Cizallamiento Oscilatorio (Oscillatory Shear Index) (TAWSS y OSI, por sus siglas en inglés, respectivamente) y la generación de entropía debido a efectos viscosos. Se estableció la correlación que existe entre estas variables y su impacto en la salud. Además de apreciar los cambios significativos en éstos, se propone un rango patológico, el cual hace posible su relación con diversos grados de riesgos (diagnóstico) en la salud. Esta información ayudaría a los médicos a introducir un marco de referencia para iniciar la intervención.