Estudo numérico de escoamento sanguíneo em artéria aorta com bomba suporte de assistência ventricular esquerda de fluxo contínuo

Abstract

RESUMO: A insuficiência cardíaca (IC) é uma doença que leva milhares de pessoas à morte todos os anos. Ela pode ser caracterizada como a incapacidade do coração de suprir sangue satisfatoriamente na circulação sistêmica. Nesta situação, o implante de uma bomba denominada de dispositivo de assistência ventricular esquerda (LVAD), auxilia o coração com IC, a restabelecer o fluxo sanguíneo. Contudo, o implante da bomba pode trazer consequências como aumento do risco de derrames, formação de trombos e escoamento reverso através da válvula aórtica. O objetivo do presente trabalho é investigar numericamente por meio da fluidodinâmica computacional um trecho da artéria aorta acoplado a um suporte de bomba LVAD. Buscando identificar a influência do aumento da velocidade da bomba LVAD e da viscosidade do sangue nas variáveis hemodinâmicas que podem influenciar nos efeitos colaterais do suporte mecânico. Utilizando- se de 6 modelos de viscosidade e 5 diferentes vazões da bomba LVAD, foram utilizados dados reais de um paciente implantado com suporte LVAD. Diversas simulações foram realizadas para comparar os resultados das variáveis hemodinâmicas entre diferentes modelos de viscosidade. Em seguida, foram analisados os resultados para as diversas vazões da bomba LVAD. Essas análises permitiram identificar os possíveis pontos críticos na geometria, associados aos efeitos colaterais para cada variável hemodinâmica.

ABSTRACT: Heart failure (HF) is a disease that leads to the death of thousands of people every year. It can be characterized as the inability of the heart to satisfactorily supply blood to the systemic circulation. In this situation, the implantation of a pump called a left ventricular assist device (LVAD) helps the heart with HF to reestablish blood flow. However, pump implantation can have consequences such as an increased risk of stroke, thrombus formation and reverse flow through the aortic valve. The objective of this work is to numerically investigate, through computational fluid dynamics, a section of the aorta artery coupled to an LVAD pump support. Seeking to identify the influence of increased LVAD pump speed and blood viscosity on hemodynamic variables that may influence the side effects of mechanical support. Using 6 viscosity models and 5 different LVAD pump flow rates, real data from a patient implanted with LVAD support were used. Several simulations were performed to compare the results of hemodynamic variables between different viscosity models. Then, the results for the different flow rates of the LVAD pump were analyzed. These analyses allowed the identification of possible critical points in the geometry, associated with side effects for each hemodynamic variable.