se encuentran en él. bifurcación iliaca. las velocidades

Análisis de las variables biomecánicas para el

estudio del índice de ruptura de la Triple A

Autor: Enrique Navarro Ruiz

Ingeniería Biomédica

Trabajo Fin de Grado

28/05/2021

Pruebas diagnósticas Segmentación

Representación 3D lumen y AAA

Extracción medidas geométricas

Geometría lumen (.step)

Factores biomecánicos geométricos

Ecuación continuidad y Navier-Stokes

Modelo sanguíneo: Carreau

(Gabriela Ortiz León, Daniel Araya Luna, 2014)

Mallado

Ecuaciones fundamentales de mecánica de fluidos

Las velocidades deentrada en la AAA sigue elperfil del gráfico 1mientras que las presionesde salida en lasbifurcaciones iliacassiguen el perfil del gráfico

2. (Leung et al., 2006a)

Resultados

Velocidad WSSPresión

Índices de ruptura (IR)

MATERIALES Y MÉTODO

OBJETIVOSSe pretende analizar las variables morfológicas de las AAA y lumen mediante visualizacióntridimensional con ayuda de un software de imagen médica. Crear una herramienta desoporte a la decisión calculando el índice de ruptura. Simular mediante dinámica de fluidoscomputacional el flujo sanguíneo en el lumen de la AAA.

INTRODUCCIÓNLa aneurisma de aorta abdominal (AAA) es una dilatación de los vasos sanguíneos producidapor una lesión de la pared y presenta un gran impacto dentro de las enfermedades

cardiovasculares. Suele diagnosticarse a personas mayores de 55 (Sakalihasan et al., 2011)años y los criterios clínicos actuales se basan en el control del diámetro máximo y de la tasa

de crecimiento de este. (Vilalta et al., 2010)

RESULTADOS

CASO 01 CASO 02 CASO 03 CASO 04 CASO 05

3D

MAX-MIN 1,025 - 0 m/s21,968 - 0 m/s2 9,240 - 0 m/s2 0,783 - 0 m/s2 3,399 - 0 m/s2

PUNTO MAX Bifurcaciones iliacas Bifurcaciones iliacas

Reparación por "stent".

Las velocidades máximas

se encuentran en él.

Zona infrarrenal y

bifurcación iliaca.Bifurcación iliaca.

3D

MAX-MIN 17000 - 10790 Pa 17970 - 10960 Pa 16710 - 10760 Pa 16670 - 10810 Pa 31040 - 8289 Pa

PUNTO MAX Todo el contorno Todo el contorno Todo el contorno Todo el contorno Todo el contorno

3D

MAX-MIN 13,87 - 0 Pa 26,98 - 0 Pa 27,17 - 0 Pa 11,38 - 0 Pa 61,14 - 0 Pa

PUNTO MAX Bifurcaciones iliacas Bifurcaciones iliacas

Reparación por "stent".

Las tensiones

tangenciales máximas se

encuentran en él.

Zona infrarrenal y

bifurcación iliaca.Bifurcación iliaca.

VEL

OC

IDA

DP

RES

IÓN

WSS

CASO 01, 02 y 04: AAA con mayores velocidades y WSS en la bifurcacióniliaca.CASO 03: Reparación endovascular. Velocidades y WSS máximas en lareparación.CASO 05: Aorta abdominal sana. Sometida a presiones y WSS más altasque un caso de AAA.

Casos

Ta

sa d

e

de

form

ació

n

Asim

etría

Índ

ice

dila

tació

n

TIL/A

AA

Esp

eso

r

rela

tivo

Re

lació

n P

dia

stólica

Re

lació

n

ten

sion

es

IR1

IR2

01 2,324 0,495 0,695 0,602 0,037 0,889 1,387 0,632 0,325

02 2,395 0,259 0,522 0,769 0,04 0,889 1,293 0,765 0,428

03 1,891 0,043 0,752 0,852 0,037 0,889 0,974 0,459 0,277

04 2,222 0,151 0,426 0,484 0,029 0,889 1,575 0,539 0,397

05 - - - - - - - - -

06 2,063 0,144 0,536 0,446 0,05 0,889 1,362 0,512 0,397

07 2,493 0,555 0,49 0,677 0,043 0,889 1,178 0,699 0,397

08 1,548 0,131 0,401 0,219 0,06 0,889 1,052 0,339 0,277

09 1,01 0,998 0,273 0,566 0,056 0,889 0,15 0,296 0,246

10 1,695 0,837 0,837 0,791 0,032 0,889 0,093 0,263 0,204

Factores Biomecánicos Geométricos

CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍAEl análisis biomecánico sirve para dar ayuda al diagnóstico de la posibleruptura de las AAA gracias a la creación de una herramienta de soporte a ladecisión que calcula los índices de ruptura. Además, la utilización desoftware de imágenes médicas aporta información tridimensional. Lassimulaciones por CFD ofrece información más enriquecida, como aquellospuntos donde las velocidades, tensiones tangenciales y presiones son losmáximos, y por lo tanto, son puntos críticos o candidatos a la ruptura. Losmáximos valores de estas variables se producen en la fase sistólica.

Vilalta, G., Nieto, F., Vaquero, C., & Vilalta Alonso, J. (2010). Quantitative indicator of abdominal aortic aneurysm rupture risk based on itsgeometric parameters. International Journal of Medical, Health, Biomedical, Bioengineering and Pharmaceutical Engineering. World Academyof Science, Engineering and Technology., 4, 181–185.Sakalihasan, N., Kuivaniemi, H., Nusgens, B., Durieux, R., & Defraigne, J.-O. (2011). Aneurysm: Epidemiology Aetiology and Pathophysiology. InT. McGloughlin (Ed.), Biomechanics and Mechanobiology of Aneurysms (pp. 1–33). Springer Berlin Heidelberg.https://doi.org/10.1007/8415_2010_47Kleinstreuer, C., & Li, Z. (2006). Analysis and computer program for rupture-risk prediction of abdominal aortic aneurysms. BioMedicalEngineering Online, 5, 19. https://doi.org/10.1186/1475-925X-5-19Gabriela Ortiz León, Daniel Araya Luna, M. V. M. (2014). Revisión de modelos teóricos de la dinámica de fluidos asociada al flujo de sangre -Dialnet. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=4835494Leung, J. H., Wright, A. R., Cheshire, N., Crane, J., Thom, S. A., Hughes, A. D., & Xu, Y. (2006a). Fluid structure interaction of patient specificabdominal aortic aneurysms: a comparison with solid stress models. https://doi.org/10.1186/1475-925X-5-33

• Diámetro Max• Diámetro Luz• Diámetro

infrarrenal• Espesor pared• Longitud AAA• Longitud Anterior

ANÁLISIS DE IMÁGENES CLINICAS Y REPRESENTACIÓN 3DEXTRACCIÓN VARIABLES Y CÁLCULO ÍNDICE DE RUPTURA

DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL (CFD) EN AAA

DEFINICIÓN CONDICIONES DE CONTORNO EN AAA

El estudio consta de 10 pruebas diagnósticas de aortasabdominales. Se realiza la segmentación de la AAA y lumen.

Proceso de simulación del fluidosanguíneo en el lumen de la AAA. Secalculan las variables de velocidades,presiones y tensiones tangenciales (WSS).

Se obtienen los valores de las variables geométricas de la AAA

propuestas por (Vilalta et al., 2012) y (Kleinstreuer & Li, 2006) y

se introducen a la herramienta AAARiskRupture para calcular losfactores biomecánicos geométricos (FBG) y los índices de ruptura.

1 2

IR1 IR2