influencia de los parámetros geométricos que caracterizan los aneurismas de aorta abdominal en ...

142 Pages·2016·2.57 MB·Spanish

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID

ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES

Grado en Ingeniería Mecánica

INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS
GEOMÉTRICOS QUE CARACTERIZAN LOS
ANEURISMAS DE AORTA ABDOMINAL EN
EL ÍNDICE POTENCIAL DE RUPTURA

Autor:
González García, Mario

Director:
Pérez Rueda, Mª Ángeles
Dpto. CMeIM/EGI/ICGF/IM/IPF

Valladolid, Julio de 2016.

Agradecimientos

A toda mi familia por su apoyo incondicional en todas las etapas de mi vida. A
mi tutora Mª Ángeles Pérez Rueda por su ayuda en la elaboración de este
proyecto. Al Centro Tecnológico CARTIF, especialmente a Lipsa Laurentiu, por
brindarme todos sus conocimientos y consejos para realizar este trabajo de
investigación.

Resumen

Un aneurisma de aorta abdominal (AAA) es una dilatación en la arteria aorta,
localizada esencialmente entre las arterias renales y la bifurcación de iliacas.
Su ruptura es una de las principales causas de muerte en el mundo, por lo
que evaluar el riesgo de que esto suceda es esencial para los enfermos que
sufren esta patología.
En la actualidad, los criterios clínicos más empleados para evaluar el riesgo
de ruptura son el diámetro máximo y la tasa de crecimiento máxima. Sin
embargo, diferentes estudios han demostrado que estos criterios no son los
más fiables. Por este motivo, para mejorar la predicción del riesgo de ruptura
se han desarrollado nuevos métodos, el índice potencial de ruptura y los
factores biomecánicos. En este trabajo se exponen ambos métodos y
posteriormente se busca algún tipo de dependencia entre el índice potencial
de ruptura y las propiedades geométricas de los aneurismas de aorta
abdominal.

Palabras clave: Aneurisma de aorta abdominal, Factores biomecánicos, Índice
potencial de ruptura, Simulación, Propiedades geométricas.

ÍNDICE DE CONTENIDOS

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS…………….…………………………….………3
1.1 Introducción………………………………………………………..………….………………3
1.2 Objetivos…..…………………………………………………………………..…….……….…4
1.3 Estructura del trabajo………………………………..…………………..…….………….4
CAPÍTULO 2: ANEURISMA………………………..……….………..………………………….……9
2.1 Definición de aneurisma…………….…………………………………….…..…………9
2.2 Clasificación de los aneurismas………………………………………..…….……….9
2.2.1 Clasificación en función de la localización……………..……………..10
2.2.2 Clasificación en función de la morfología……………………………...14
2.3 Aneurisma aórtico abdominal.................................................................15
2.3.1 Introducción…….…………………………………….………………….…………15
2.3.2 Causas……………………...…………………………....……….………………...15
2.3.3 Sintomatología…….…………..…………………………………….……………16
2.3.4 Diagnóstico…..………………………………….....………………………………17
2.3.5 Métodos para corregir un aneurisma de aorta abdominal…..….20
CAPÍTULO 3: MÉTODOS DE PREDICCION DEL RIESGO DE RUPTURA DE LOS
ANEURISMAS DE AORTA ABDOMINAL…………………………………………..……………25
3.1 Introducción……………………………….……………………………………..………….25
3.2 Método de los factores biomecánicos…..…………………………………..……25
3.2.1 Parámetros geométricos………………………..……….……………………26
2.2.2 Desarrollo del método…………………………...……….……………………28
3.3 Método del índice potencial de ruptura……...………….………………………36
3.3.1 Desarrollo del método…………………………….……………………………36
CAPÍTULO 4: OBTENCIÓN DE MODELOS 3D DE ANEURISMAS DE AORTA
ABDOMINAL…………………………………………………….……………………………………….41
I
4.1 Introducción…………………………………………………………………………….……41
4.2 Creación de la nube de puntos con el software MeVisLab…..……..……42
4.3 Tratamiento de la nube de puntos con el software Vmtk…..….…………45
4.4 Creación del modelo 3D con el software Catia V5…………………..………47
CAPÍTULO 5: OBTENCIÓN DE PROPIEDADES GEOMÉTRICAS DE LOS
ANEURISMAS DE AORTA ABDOMINAL……………………….………………..……………..53
5.1 Introducción……………………………………………………………………….…………53
5.2 Parámetros geométricos calculados……………………………..….……………54
CAPÍTULO 6: SIMULACIÓN DE ANEURISMAS DE AORTA
ABDOMINAL……………………………………………….…………………………………………….61
6.1 Introducción……………………………………………………………………….…………61
6.2 Modelo de comportamiento de la pared arterial aneurismática…...….62
6.3 Modelo de comportamiento del trombo intraluminal…………………..….62
6.4 Estructura del análisis de interacción fluido-estructura………………..…64
6.5 Fluid Flow (Fluent)…………………..………………………………….…..………….…65
6.6 Static Structural……………………………………………….……………………………69
CAPÍTULO 7: RESULTADOS…………..………………………………..……………………….…79
7.1 Introducción………………………………………………………………………….………79
7.2 Cálculo del índice potencial de ruptura…………………………………..…..….79
7.3 Dependencia del índice potencial de ruptura con las propiedades
geométricas…………………..…...………………………………………………………………81
CAPÍTULO 8: ESTUDIO ECONÓMICO………………………….………………..…………...105
8.1 Introducción.………….………………………………………………………..……….…105
8.2 Costes directos………………………………………………………………………......105
8.3 Costes indirectos.………….…………………………….…………………..……….…107
8.4 Costes totales..………………………………………………………………………......109
CAPÍTULO 9: CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS DE
INVESTIGACIÓN……………………………………………………………………………………...113
II
9.1 Conclusiones.………………………………………………………………..……………113
9.2 Líneas futuras de investigación……………………………………………….…..114
BIBLIOGRAFÍA….……………………………………………………………………..………………119
ANEXO A: PROGRAMACIÓN C PARA LAS CONDICONES DE CONTORNO EN
FLUENT……………………………………………………………………………………….…..…….125

III
IV