21 Ene Modelado de los daños en el tejido de las arterias durante la angioplastia con balón
Los riesgos típicos asociados con el uso de la intervención de angioplastia con balón son la perforación o disección del tejido arterial. El objetivo de este post es demostrar un posible enfoque para modelar la mecánica de tejidos complejos, incluyendo el daño y el fallo completo que conduce a la ruptura de tejido local durante ese procedimiento.
Además, ofrecemos el Webinar: Modelado de los daños en el tejido de las arterias durante la angioplastia con balón donde explicamos de manera extendida los detalles de éste post
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Modelado con Abaqus del daño en el tejido de una arteria
El comportamiento mecánico no lineal del tejido arterial puede ser modelado elegantemente con la forma Holzapfel-Gasser-Ogden incorporada en Abaqus, que lamentablemente carece de un modelo de daño. Por lo tanto, se ha desarrollado un modelo discreto de material compuesto usando una matriz sólida Neo-Hooke y múltiples capas de barras de fibras uniaxiales (barras como propiedad del elemento).
Los modelos de material para los componentes tisulares se implementaron ambos a través de subrutinas VUMAT para permitir una comunicación efectiva entre ellos (a través de la subrutina VUSDFLD). El modelo de material de fibra tuvo en cuenta que el comportamiento mecánico era diferente bajo compresión y bajo tensión, mientras que el daño se incluyó para el dominio de la tracción.
Interación entre la expansion del globo de PTCA y una lesión aterosclerótica arterial
El modelo de tejido desarrollado se utilizó luego en un modelo para simular la interacción entre un balón de PTCA en expansión y la lesión aterosclerótica de una arteria. El modelo tridimensional fue desarrollado en estrecha semejanza con el estudio de Gasser et al. (2007). Además del daño tisular, también se incorporó la disección tisular por medio del comportamiento cohesivo/daño entre las regiones anatómicas de las arterias.
Calibración del tejido humano
Las propiedades de los materiales se determinaron en base a los datos de la literatura disponible y a la optimización del mejor ajuste (Isight).
Aunque se necesita un esfuerzo sustancial para la preparación del modelo, el modelo de material desarrollado y el enfoque de modelado proporcionan medios adecuados para estudiar este tema clínicamente relevante.
Abaqus para la industria de ciencias de la salud
La suite de productos SIMULIA contiene una amplia variedad de materiales, procedimientos y tipos de carga para simular el cuerpo humano, los equipos médicos y quirúrgicos y la forma en que se utilizan los equipos. Abaqus ha sido utilizado para simular:
- Dispositivos implantados (stents, válvulas cardíacas artificiales, implantes dentales)
- Ortopedia (rodillas y caderas artificiales)
- Lesiones cerebrales debido a daños por impacto en la cabeza
- Modelado de tejidos
- Mecánica de los pies
- dispositivos portátiles para el monitoreo de la sangre, entre otras aplicaciones.
Los resultados de Abaqus han sido utilizados en las presentaciones de PMA y 510-K requeridas por la FDA de los Estados Unidos y han sido utilizados de manera similar para obtener la aprobación de la marca CE en Europa.
Los clientes de Abaqus de 4RealSim pueden contactar a través de nuestro soporte cuando se enfrentan a estos problemas, y juntos podemos examinar el error, la causa del error y encontrar una solución para resolver el problema de convergencia.
Si te ha parecido interesante, registrate en el Webinar: Modelado de los daños en el tejido de las arterias durante la angioplastia con balón donde verás de manera extendida el enfoque para modelar la mecánica de tejidos complejos
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