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Especialistas del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (Ivic), el Centro Hospitalar de Vila Nova de Gaia/Espinho de Portugal y la Universidad Nacional de Colombia, crearon la geometría tridimensional de un aneurisma de aorta abdominal de una paciente en actual tratamiento cardiológico, lo que podría representar una herramienta de atención clínica oportuna.
Al disponer de esa imagen exacta de la arteria enferma, el médico podría establecer las medidas necesarias “para corregir el flujo sanguíneo anormal que conduce al ensanchamiento progresivo del aneurisma y su futura ruptura”, explicó el investigador del Centro Multidisciplinario de Ciencias del Ivic -ubicado en el estado Mérida- y autor principal del proyecto, Alejandro Acevedo-Malavé.
La mayoría de los estudios reportados hasta la fecha han usado geometrías simuladas por computadora, llamadas artificiales o idealizadas. En cambio, las geometrías generadas y empleadas en esta nueva investigación son completamente reales y pertenecen a una mujer de 40 años de edad de Portugal.
Acevedo informó que las estructuras fueron obtenidas de un procedimiento de segmentación de imágenes de la aorta patológica, a partir de un programa informático.
En esa fase inicial, se parte del modelo bidimensional (2D) de la resonancia magnética y de tomografías computarizadas, las cuales, en una segunda etapa, son convertidas en un modelo tridimensional (3D). Este sirve como dato de entrada para otro programa informático, capaz de resolver numéricamente las ecuaciones de Navier-Stokes aplicando algoritmos de dinámica de fluidos computacional.
Para el análisis se consideró al flujo sanguíneo como un fluido newtoniano incompresible, es decir, que no tiene variaciones locales en la densidad y con viscosidad constante.
La dinámica de fluidos es la subrama de la física encargada de estudiar los medios continuos sin forma definida cuando están en movimiento. Todos los gases y líquidos como la sangre son fluidos.
Se estima que al menos el 65 % de los pacientes que sufren la ruptura de un aneurisma de la aorta abdominal fallecen como consecuencia de un súbito colapso cardiovascular antes de llegar al hospital, anunciaron los científicos en el artículo publicado recientemente en Nova Science Publishers.
El tratamiento habitual suele ser la colocación de una endoprótesis vascular o stent mediante una intervención quirúrgica. Este conducto alargado se inserta dentro de la aorta para mantenerla abierta y actuar como una malla, “permitiendo modificar el flujo circular de la sangre responsable de la deformación y devolverle a la arteria su apariencia original en forma de tubo cilíndrico”, indicó Acevedo.
La aorta es el vaso sanguíneo más importante del cuerpo y se localiza entre el corazón y el abdomen, siguiendo la ruta del pecho; de ella depende el suministro de sangre portadora de oxígeno.
Si la sangre se acumula a nivel abdominal la aorta empieza a inflarse como un globo, formando lo que se conoce como aneurisma de la aorta abdominal. Detectar los parámetros físicos que podrían estar causando su rompimiento y el posterior deceso de la persona, fue el objetivo de este proyecto.
De acuerdo con los resultados obtenidos por el grupo de científicos, el flujo de la sangre a través de la arteria no es constante; así lo evidencian las magnitudes físicas como la velocidad, presión y distribución de esfuerzos sobre las paredes de la aorta.
Por ejemplo, en la sección transversal más delgada o angosta de la aorta, la velocidad de la sangre y la presión son mayores, pero cuando la sangre entra a la zona del aneurisma (hinchada por el exceso de sangre) ambos parámetros se ven disminuidos.
Sin embargo, y debido a ese abultamiento aórtico, también se genera un flujo circular, “es decir, se crean remolinos dentro del aneurisma que incrementan el esfuerzo sobre las paredes de la arteria en comparación con otros lugares. Este flujo circular es lo que va desgastando y afinando los tejidos de la arteria hasta ocasionar la muerte del paciente”, aclaró el jefe del Laboratorio de Fluidos del Ivic-Mérida, Alejandro Acevedo.
Usualmente, los aneurismas de la aorta abdominal suceden sin previo aviso. Solo malestares repentinos en el costado, parte baja de la espalda, abdomen o ingle, delatan su actuación. De hecho, los pacientes pueden mostrar normalidad en sus signos vitales aun cuando el aneurisma se haya roto o desgarrado.
Este es uno de los primeros modelos desarrollados para tratar problemas de salud de esta naturaleza, lo que “demuestra que en Venezuela, y mejor aun en el Ivic, se hacen investigaciones pioneras en el área de la salud que pueden ayudar a prevenir esta causa de mortalidad”, aseguró.
Junto con Acevedo, participaron en el proyecto los investigadores Ricardo Fontes-Carvalho, del Centro Hospitalar de Vila Nova de Gaia/Espinho de Portugal; y Nelson Loaiza, de la Universidad Nacional de Colombia.
noviembre 16/2016 (noticiasdelaciencia.com)
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Computational fluid dynamics modelling in cardiovascular medicine
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