Metodología para el estudio mediante simulación numérica de la adaptación del stent de una prótesis valvular aórtica al área de implantación

• SOFÍA SUÁREZ GARCIA ^[1] ; JOSÉ ÁNGEL LÓPEZ CAMPOS ^[1] ; IREA LÓPEZ GARCÍA ^[1] ; DAVID AGUDO DEL RÍO ^[1] ; ABRAHAM SEGADE ROBLEDA ^[1] ; JACOBO GONZÁLEZ BALDONEDO ^[1]
  1. [1] Universidade de Vigo

     Universidade de Vigo

     Vigo, España

     
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, Vol. 27, Nº 2, 2023, págs. 35-48
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Methodology for the study by means of numerical simulation of the adaptation of the stent of an aortic valve prosthesis to the area of implantation
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    En este trabajo se presenta una metodología para el estudio mediante simulación numérica de la capacidad de adaptación de la estructura soporte (stent) de las prótesis valvulares aórticas empleadas en el procedimiento de implantación valvular aórtica transcatéter (TAVI) a la anatomía particular de un paciente concreto. El procedimiento de TAVI es una práctica habitual en pacientes con enfermedades degenerativas de la válvula aórtica, como la estenosis valvular, que no pueden ser intervenidos mediante métodos convencionales para la sustitución valvular por el elevado riesgo de la operación. Durante este proceso, la prótesis valvular es introducida por medio de un catéter hasta el lugar de implantación. Es por ello que el éxito de la intervención, así como la durabilidad y efectividad de la prótesis, dependen en gran medida de la adaptación del stent a la cavidad aórtica donde se aloja. Una adaptación defectuosa puede conducir a reducciones severas en la vida útil del dispositivo y, además, provocar pérdidas de estanqueidad que se traducirán en reflujos de sangre hacia el ventrículo. Para estudiar la adaptación de la estructura soporte se establece un procedimiento mediante el cual, a partir de simulación numérica mediante elementos finitos (FEM) se permite evaluar aspectos tales como las áreas de contacto entre ambos y la tensión y deformación en estos componentes. Para ello se extrae por medio de imagen médica de la anatomía de la raíz aórtica de cada paciente y se construye un modelo de elementos finitos con ella. Este modelo se complementa con el modelo de elementos finitos generado para el stent, previamente validado. Se genera entonces un modelo completo que evalúa la interacción entre la arteria y el stent y que permite valorar aspectos tales como las áreas de contacto entre ambos y la tensión y deformación en estos componentes.

  • English

    - This paper presents a methodology for the numerical simulation study of the adaptability of the support structure (stent) of the aortic valve prostheses used in the transcatheter aortic valve implantation (TAVI) procedure to the particular anatomy of a specific patient. The TAVI procedure is a common practice in patients with degenerative aortic valve disease such as valve stenosis who cannot undergo conventional methods of valve replacement due to the high risk of the operation. During this process, the valve prosthesis is introduced via a catheter to the implantation site. Therefore, the success of the intervention, as well as the durability and effectiveness of the prosthesis, depend to a large extent on the adaptation of the stent to the aortic cavity in which it is placed. A defective fit can lead to severe reductions in the device's lifespan and, in addition, to leaks that will result in backflow of blood into the ventricle. In order to study the adaptation of the support structure, a procedure is established by which, based on numerical simulation using finite elements (FEM), aspects such as the contact areas between the two and the stress and deformation in these components can be evaluated. For this purpose, the anatomy of the aortic root of each patient is extracted by means of medical imaging and a finite element model is constructed with it. This model is complemented with the previously validated finite element model generated for the stent. A complete model is then generated that evaluates the interaction between the artery and the stent and allows evaluation of aspects such as the contact areas between the two and the stress and deformation in these components