Cuando las paredes de un vaso sanguíneo se debilitan la sangre empieza a aglomerarse, formándose un bulto o saco conocido como aneurisma. Una resolución numérica para simular el flujo de ese tejido rojo durante un aneurisma en el cerebro fue desarrollada por el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (Ivic) para anticiparse a posibles complicaciones.

El químico del Centro Multidisciplinario de Ciencias del Ivic en el estado Mérida y autor del proyecto, Alejandro Acevedo-Malavé, explicó que tras construir la estructura tridimensional (3D) de la red de arterias cerebrales, se pudieron conocer las variables físicas involucradas en la enfermedad.

“La segmentación de una arteria intracraneal afectada por el aneurisma permitió observar distintos factores, como las líneas de corriente para el flujo sanguíneo y la distribución tanto de la presión como de los esfuerzos sobre las paredes arteriales”, informó Acevedo.

En el artículo, publicado recientemente en Nova Science Publishers se señala que las líneas de corriente (curvas imaginarias que marcan la dirección de la sangre) evidenciaron una trayectoria circular (remolinos o turbulencias), alcanzando un valor máximo en las venas adyacentes a la deformación.

Asimismo, la distribución de esfuerzos o Wall Shear Stress -llamada así a la fuerza de cizallamiento ejercida por el flujo sanguíneo en la pared vascular- mostró su valor intermedio justo en la zona del aneurisma, incrementando así la fricción.

Todos estos hallazgos dan a entender que, en el lugar donde se encuentra el aneurisma cerebral, ocurre “un aumento relativo del campo de esfuerzos sobre las paredes de la arteria, lo que representa una situación de alto riesgo para la paciente”, afirmó Acevedo.

Según el investigador del Ivic, la simulación del flujo de la sangre en geometrías reales como estas constituye un resultado nuevo en el campo de la física computacional. “Este trabajo representa una metodología importante para el análisis del flujo interno de la sangre en aneurismas intracraneales”, acotó.

Para la simulación del fluido sanguíneo dentro del aneurisma cerebral se utilizó el método de volúmenes finitos, asumiendo que la sangre se comporta como un fluido Newtoniano incompresible (sin variaciones locales en la densidad y viscosidad constante).

Esas tomografías fueron trabajadas en el formato estándar para el manejo de imágenes digitales y comunicación en medicina (Dicom, por sus iniciales en inglés). Las mismas fueron segmentadas a través de una herramienta computacional, dando lugar a mallas volumétricas con alta precisión en 3D en una primera fase y a un volumen sólido tridimensional en una segunda etapa.

Completar ese procedimiento requirió la resolución numérica de dos grupos de ecuaciones: Navier-Stokes y de continuidad, propias de la dinámica de fluidos computacional. Esta subrama de la física estudia los fluidos, es decir, los medios continuos sin forma definida en presencia de movimiento, como los gases y líquidos.

La investigación del Ivic concluyó que en el caso concreto de esta paciente, existe una asociación entre la dinámica de la sangre al interior de las diversas estructuras transportadoras (hemodinámica) y el riesgo de ruptura del aneurisma.

Por lo general, los aneurismas cerebrales se producen en cualquier lugar del órgano. Sin embargo, la mayoría aparece en el conjunto de arterias ubicadas entre la parte inferior del cerebro y la base del cráneo, de acuerdo con el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los Estados Unidos.

Alejandro Acevedo-Malavé agregó que dichas dilataciones de las paredes de las venas pueden ameritar el cierre quirúrgico completo (obliteración) de la arteria patológica, en particular porque las hemorragias subaracnoideas siguen siendo difíciles de diagnosticar a tiempo.

“La cirugía planificada del aneurisma podría beneficiarse de una mejor comprensión de los procesos de formación, progresión y ruptura del aneurisma”, sostuvo el investigador del Ivic en el texto científico.

Si bien una persona puede vivir con un aneurisma sin estallar, su desgarre o ruptura puede causar la muerte u otros daños permanentes.

Fuente: IVIC/DICYT