Análise computacional 3D do escoamento sanguíneo em cateteres venosos centrais para pacientes submetidos a tratamento de hemodiálise

Abstract

A técnica de hemodiálise é o "padrão ouro" para tratamento de doenças renais crônicas. No mercado, existem diversos modelos de equipamentos e acessos vasculares com suas peculiaridades, sendo o cateter venoso central (CVC) um dos mais utilizados. Estes ainda se apresentam com grande variabilidade de modelos disponíveis para a aplicação, fazendo-se necessária a identificação das particularidades de cada modelo e dos procedimentos empregados para a terapia. Uma maneira de avaliar tais diferenças é a simulação numérica, ferramenta capaz de realizar uma análise virtual, não-invasiva, dos processos fisiológicos e mecânicos. Neste trabalho, foram realizadas simulações numéricas tridimensionais do escoamento sanguíneo, via software ANSYS Fluent, tratando o sangue como um fluido não-newtoniano. Através das simulações, foram avaliados os perfis de velocidade e de tensão de cisalhamento gerados por três diferentes tipos de CVCs com o intuito de prever potenciais geometrias geradoras de lise celular e ativação plaquetária, principais consequências de injúrias mecânicas no sangue.

Hemodialysis is the main technique used for the treatment of chronic renal diseases. In the market, there are several models of equipment and vascular accesses with their peculiarities, being the central venous catheter (CVC) one of the most used. These are presented with great variability of models available for the application, making it necessary to identify the particularities of each model and the procedures used. One way to evaluate such differences is numerical simulation, a tool capable of performing a virtual analysis, non-invasive, of the physiological and mechanical processes. In this study, 3D numerical simulations of blood flow were run with the software ANSYS Fluent, using the blood as a non-Newtonian fluid. Through the simulations, the velocity and shear stress profiles were generated for three different types of CVCs with the intention of predicting potential geometries generators of cell lysis and platelet activation, the main consequences of mechanical injuries in the blood.