Flow dynamics in anatomical models of abdominal aortic aneurysms: computational analysis of pulsatile flow
Dinámica del flujo en modelos anatómicos de aneurismas en el segmento abdominal de la aorta: análisis computacional de flujo pulsátil
Acta cient. venez; 54 (1), 2003
Publication year: 2003
Blood flow in human arteries is dominated by time-dependent transport phenomena. In particular, in the abdominal segment of the aorta under a patientÆs average resting conditions, blood exhibits laminar flow patterns that are influenced by secondary flows induced byadjacent branches and in irregular vessel geometries. The flow dynamics becomes more complex when there is a pathological condition that causes changes in the normal structural composition of the vessel wall, for example, in the presence of an aneurysm. An aneurysm isan irreversible dilation of a blood vessel accompanied by weakening of the vessel wall. This work examines the importance of hemodynamics in the characterization of pulsatile blood flow patterns in individual Abdominal Aortic Aneurysm (AAA) models. These patientspecificcomputational models have been developed for the numerical simulation of the momentum transport equations utilizing the Finite Element Method (FEM) for the spatial and temporal discretization. We characterize pulsatile flow dynamics in AAAs for average resting conditions by means of identifying regions of disturbed flow and quantifying the disturbance by evaluating wall pressure and wall shear stresses at the aneurysm wall.
El flujo sanguíneo en el sistema cardiovascular humano está dominado por fenómenos de transporte dependientes del tiempo. Bajo condiciones promedio de descanso del paciente, la sangre en el segmento abdominal de la arteria aorta experimenta patrones de flujo laminar, siendo influenciada la dinámica de vórtices por flujos secundarios generados en curvaturas y arterias adyacentes. Esta dinámica de flujo es más compleja cuando el paciente presenta una condición patológica que causa un cambio en la composición estructural normal de la arteria, por ejemplo, en presencia de un aneurisma. En términos generales, un aneurisma representa una dilatación irreversible causada por el debilitamiento de la pared del vaso sanguíneo. Este trabajo examina la importancia de la hemodinámica en la
caracterización de patrones de flujo pulsátil sanguíneo en modelos anatómicamente realistas de aneurismas del segmento infrarenal de la
arteria aorta abdominal. Estos modelos computacionales son utilizados para la simulación numérica de las ecuaciones de transporte empleando el método de los elementos finitos para la discretización en espacio y tiempo. Hemos caracterizado la dinámica de flujo pulsátil en aneurismas abdominales para condiciones promedio de descanso por medio de la identificación de regiones de flujo perturbado. La quantificación de este tipo de flujo se basa en la evaluación de la presión y los esfuerzos de corte en la pared interna del aneurisma