Simulación dinámica computacional de la hemodinámica de un aneurisma cerebral bajo la acción de un campo magnético externo

Computational fluid dynamic simulation of the hemodynamics of a brain aneurysm under the action of an external magnetic field

El modelo computacional tridimensional idealizado de un aneurisma cerebral sacular es usado para estudiar la hemodinámica vascular, bajo el efecto de campos electromagnéticos externos. Los camposanalizados son emitidos por resonadores magnéticos que tienen diferentes direcciones de aplicación sobreel paciente en posición decúbito dorsal. El modelo en estado estacionario resuelve las ecuaciones de NavierStokes teniendo en cuenta el comportamiento no-Newtoniano de la sangre, acoplando las ecuaciones demagneto-hidrodinámica. La simulación computacional de las dos configuraciones de los resonadores,permite evaluar el efecto de la dirección de aplicación del campo, en la velocidad de la sangre y en eltiempo de permanencia de partículas inyectadas en el dominio. Se presentan los contornos de velocidadde fluido para comprender el patrón de flujo en el aneurisma. Los resultados muestran que bajo la accióndel campo magnético emitido por un resonador abierto, el fluido entra con una mayor velocidad al sacodel aneurisma, en comparación con un resonador cerrado. Se evidencia un aumento significativo en eltiempo de permanencia de las partículas dentro del dominio para el modelo del resonador abierto. El procedimiento seguido permite adquirir una mayor compresión de los fenómenos del campo magnético en la hemodinámica de patologías vasculares.

INTRODUCCIÓN

Los aneurismas cerebrales son dilataciones patológicas que se presentan en un segmento del vaso sanguíneo. Mayoritariamente, de forma intracraneal se presentan aneurismas saculares, donde la dilatación surge de manera unilateral, creando un saco de sangre redondeado que está unido por el cuello al vaso (1. Usualmente, los aneurismas cerebrales se presentan en el círculo de Willis, con una ubicación más frecuente en la arteria de comunicación anterior, ACoA por sus siglas en inglés, con un 30-35% de frecuencia 2-4. A su vez, en la arteria ACoA, el saco del aneurisma puede estar ubicado de manera anterior, posterior superior e inferior, siendo la de mayor incidencia el crecimiento del saco en dirección anterior 5,6.

De acuerdo con la Fundación de Aneurismas cerebrales (7, anualmente a nivel mundial, alrededor de 500.000 muertes son causadas por la ruptura de aneurismas cerebrales, de las cuales la mitad de las víctimas son menores a 50 años. Diferentes artículos reportan que el éxito clínico en el tratamiento de pacientes con ruptura de aneurismas es alto, 8 de cada 10 por cada 100.000 personas.