Estudio CFD de malformaciones arteriovenosas en el cerebro

Abstract

Las malformaciones arteriovenosas (MAV) en el cerebro corresponden a anomalías congénitas producto de un mal desarrollo capilar, provocando conexiones directas entre arterias y venas. Lo descrito produce desajustes en la microcirculación sanguínea, lo que puede originar hemorragias e incluso la muerte. Así, existen diferentes procedimientos médicos para poder diagnosticar y visualizar las MAV´s. Sin embargo, la técnica más eficiente es la angiografía por sustracción digital, la cual, se obtiene mediante rayos X. Existen diversos estudios para la investigación de las malformaciones arteriovenosas, los cuales, tienen como principal objetivo evaluar cambios hemodinámicos para intervenciones quirúrgicas y de tal modo mejorar los métodos de tratamiento. Existiendo diferentes formas para el estudio, como por ejemplo, modelos in-vitro impresos en 3D, simulaciones fluidodinámicas, entre otros.\\ El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar la morfología y la hemodinámica de tres malformaciones arteriovenosas en el cerebro, utilizando softwares de segmentación, diseño y fluidodinámica computacional para establecer comparaciones entre modelos y modelos desarrollados en investigaciones previas. El estudio tiene dos principales etapas, la primera es el proceso de segmentación de tres angiografías por sustracción digital para la construcción de tres modelos 3D, y la segunda etapa es la simulación fluidodinámica de los modelos construidos a través de ANSYS Fluent. Para el estudio hemodinámico se consideran las variables de presión, velocidad y esfuerzos de corte en la pared (WSS). En base a las simulaciones y posteriores análisis, es posible establecer similitudes en los tres modelos de estudio. Un patrón identificado es la baja velocidad en el nido en comparación a los extremos de sus respectivos modelos. Asimismo se determina que la mayor caída de presión ocurre cuando el flujo se encuentra cercano a pasar por el nido. No obstante, se destaca que los cambios de presión dentro de cada nido son bajos (menores a 1 [mmHg]). Con respecto a los WSS, se reconocen zonas de alto WSS, las cuales, podrían ocasionar posibles riesgos de rotura. Por último, se determina que el principal desafío del trabajo es el proceso de segmentación y mallado para la obtención de cada modelo.