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En el presente trabajo se compara la influencia de diversos factores en el proceso de apertura y cierre de las válvulas cardíacas, entre los que destacan algunos de carácter hidrodinámico, como el diferencial de presión a través de la válvula, el movimiento propio de la sangre y los vórtices formados en la parte posterior de las valvas, además de otros estructurales, como la rigidez de las valvas y su rugosidad, la cual está ampliamente relacionada con la fricción que éstas tienen con la sangre. Para determinar la influencia de cada factor, se utiliza un modelo de parámetros concentrados (o modelo 0D) de las válvulas cardíacas, que describe cada factor como dependiente del ángulo de apertura y se compara con un modelo tipo diodo. El modelo de las válvulas se acopla con un modelo general del sistema cardiovascular cuyos componentes son descritos considerando el efecto de la fricción, la inercia de la sangre y la elasticidad de los vasos sanguíneos por medio de resistencias, inductancias y compliancias, mientras que las cámaras cardíacas se describen por medio de un modelo de elastancia variable. Se realizaron simulaciones que arrojaron curvas de flujo, presión y volumen sanguíneo y de la variación del ángulo de apertura de las valvas y se compararon con las arrojadas al aplicar un modelo simple con apertura y cierre instantáneo, concordando mejor con las reportadas en la literatura médica. Así mismo se encontró que los principales factores que influyen en el movimiento de las válvulas son el diferencial de presión, la rigidez de las valvas y, en menor grado, la fricción de éstas con la sangre. This paper compares the influence of several factors involved in the motion of heart’s valves. Some of factors are related to fluid dynamics, like blood pressure through the valve, blood motion and the vortexes in the vicinity of the valve leaflets, while other are structurally related, like the stiffness of the valve leaflets and their roughness, which is largely associated to the friction with the blood. A heart’s valve concentrated parameter model (or 0D model) is used to assess the influence of these factors. Each factor is described as a function of the valve’s opening angle, and the final model is compared with a diode model. The valve model is embedded in an overall cardiovascular system, which is described through resistances, compliances and inductances, taking into account local effects due to flow friction, elasticity of blood vessels and blood inertia. The heart’s chambers are described through a variable elastance model. The simulation results show the curves of pressure, blood flow and volume as well as the opening angle variation of the valve leaflets. These curves are compared with the curves obtained by applying a simple model, with instantaneous opening and closing, resulting in a better matching with the medical literature. It was also found that the main factors influencing the movement of the valves are the pressure differential, the rigidity of the valve leaflets and, at a less important degree, the friction between valve leaflets and the blood. |
