Estudio biomecánico del aneurisma aórtico abdominal mediante simulaciones Interacción Fluido-Estructura (FSI)

Abstract

La tesis tiene como objetivo sentar las bases para predecir la ruptura de aneurismas en la arteria aorta abdominal mediante la simulación y estudio de las deformaciones causadas por diferentes patrones de esfuerzos, flujo y presión sanguínea. Para ello, se inició con la adquisición de modelos virtuales de la arteria aorta abdominal a partir de las tomografías computarizadas de dos pacientes, uno con aneurisma y uno sin aneurisma. Se realizaron las simulaciones en el software SimVascular, primero una de pared rígida por la metodología de los elementos finitos; luego se realizó una simulación con pared deformable, una por el método Coupled Momentum Method – Fluid Structure Interaction (CMM-FSI) otra por el método Arbitrary Lagrangian - Eulerian (ALE-FSI). Esto permitió comparar las velocidad, esfuerzos y presión sanguínea entre las metodologías y diferentes modelos. Las variables del esfuerzo cortante y velocidad y presión se utilizaron para analizar cómo se comportaba cada modelo en específico. Finalmente se concluyó que dentro de las simulaciones con pared rígida se presentaron esfuerzos mayores al resto en la zona de la bifurcación. Mientras que los modelos con pared deformable con la metodología FSI-CMM, presentaron esfuerzos mayores y un desplazamiento leve. Finalmente, los modelos simulados con la metodología FSI-ALE, obtuvieron un desplazamiento mayor y sobre todo en el modelo que presentaba el aneurisma siendo el segundo, indicando la predisposición a una posible ruptura. De los tres modelos, el que menos tiempo requirió fue el de pared rígida, demorando12 horas, mientras que el más largo fue el modelo con FSI-ALE, demorando la cantidad de 2 días.