Investigação do escoamento no dispositivo de assistência ventricular pediátrico do Incor por velocimetria de imagem de partículas resolvida no tempo

Autor: Bernardo Luiz Harry Diniz Lemos
Přispěvatelé: Julio Romano Meneghini, Rodrigo de Lima Amaral, Idágene Aparecida Cestari, César Monzu Freire
Rok vydání: 2021
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
Popis: Todos os anos milhões de pessoas morrem devido às doenças cardiovasculares em todo o mundo. Uma delas é a insuficiência cardíaca, que consiste na incapacidade do coração em bombear o sangue para o corpo. Para uma parte dos acometidos por esta patologia, a solução consiste no transplante de coração. Entretanto, poucos órgãos estão disponíveis para transplante, o que produz uma lista de espera extensa e demorada. A fim de evitar a morte de pacientes durante a espera, os dispositivos de assistência ventricular (DAV) são implantados para suplementar a função do coração. Os DAVs não são biológicos e, portanto, precisam de constantes aprimoramentos para evitar danos ao sangue como, por exemplo, a formação de trombos e a hemólise. Os aprimoramentos são especialmente interessantes para o DAV pediátrico pois as crianças e adolescente que os utilizam estão em uma ampla faixa de idades, tamanhos e demandas corporais. Uma maneira de aperfeiçoar o DAVP está na investigação da fluidodinâmica do dispositivo. A aplicação da velocimetria de imagem de partículas (PIV), técnica óptica não invasiva, permite mensurar grandezas físicas do escoamento no interior do dispositivo, como campos de velocidade e tensões de cisalhamento instantâneos. Todavia, o PIV apresenta desvantagens causadas por fontes ruidosas, por exemplo: distorções, reflexões do laser e sombras causadas pela geometria complexa e pelo diafragma do DAVP pulsátil. Além de desenvolver uma metodologia para garantir a qualidade das medidas PIV, o objetivo deste trabalho é avaliar o funcionamento do DAVP do Instituto do Coração (InCor) em 70 batidas por minuto com dois ângulos de válvula de entrada, 0º e 30º, para avaliar a fluidodinâmica do DAVP e consequentemente a formação de trombos e a hemólise com o PIV resolvida no tempo. Os resultados apontaram para maior penetração do jato diastólico e lavagem do dispositivo quando a válvula de entrada esteve a 0º e menor regurgitação para a válvula a 30º. Every year millions of people die from cardiovascular disease worldwide. One of these diseases is heart failure (HF), which is the inability of the heart to pump blood to the body. For a part of those affected by this pathology, the solution consists of heart transplantation. However, few organs are available for transplantation, which produces an extensive and lengthy waiting list. In order to prevent patient death while waiting, ventricular assist devices (VADs) are implanted to supplement heart function. VADs are not biological and therefore need constant improvement to prevent damage to the blood such as thrombus formation and hemolysis. The enhancements are especially interesting for pediatric VAD (PVAD) because the children and adolescents who use them are in a wide range of ages, sizes and body demands. One way to improve PVAD is by investigating the device\'s fluid dynamics. The application of particle image velocimetry (PIV), a non-invasive optical technique, allows the measurement of physical quantities of the flow within the device, such as instantaneous velocity fields and shear stresses. However, PIV has disadvantages caused by noisy sources, for example: distortions, laser reflections, and shadows caused by the complex geometry of pulsed DAVP diaphragm. In addition to developing a methodology to guarantee the quality of PIV measures, the objective of this work is to evaluate the functioning of the DAVP from Instituto do Coração (InCor) at 70 beats per minute with two inlet valve angles, 0º and 30º, to evaluate the fluid dynamics of PVAD and consequently thrombus formation and hemolysis with time-resolved PIV. The results shown better penetration of the diastolic jet and device washing when the inlet valve was at 0º and less regurgitation for the valve at 30º.
Databáze: OpenAIRE
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