Máquina extra corporea

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Revista de Tecnología Biomédica de la UDB tecnobiomedica.udb@gmail.com

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MODELO MATEMÁTICO DE CIRCULACIÓN EXTRACORPÓREA: SIMULACIÓN DE DISTINTOS REGÍMENES DE PERFUSIÓN
Juan José Uriarte Díaz Resumen— En este trabajo se exponen los resultados
obtenidos en la simulación computacional y matemática utilizando una PC con MATLAB/SIMULINK, de los distintos regímenes de perfusión sanguínea(pulsátil, cantidad de flujo, regulación ácido-base), correspondiente a un dispositivo de circulación extracorpórea. Esta evaluación se realizó considerando las variables de flujo, presión, propiedades físicas de las arterias y reología de la sangre. La comparación entre los flujos calculados y los medidos experimentalmente muestran una buena concordancia con los modelos realizados teóricamente y cuyobeneficio promete diferentes aplicaciones y resulta muy útil al momento de definir los parámetros de las bombas extracorpóreas.

mediante variables hemodinámicas y su control se realiza con procedimientos ejecutados por el técnico perfusionista. Aunque esta técnica ha sido de enorme valor, se ha demostrado que la falta de pulsatilidad del flujo entregado por bombas actuales puede ser una causaimportante de complicaciones durante y luego del procedimiento. La simulación realiza en este trabajo establece un modelo matemático que permite utilizar perfusión pulsátil indicando un patrón fisiológico e involucrando factores tales como estrés operativo, resistencia vascular pulmonar. II. MÉTODO Para entender la metodología utilizada para el modelaje del sistema circulatorio y el funcionamiento dela bomba extracorpórea, se hace una analogía con un sistema eléctrico en el que el flujo es equivalente a la intensidad de corriente y la presión como el voltaje; mientras que la capacitancia, resistencia e inductancia dependen de las propiedades físicas del sistema arterial (longitud, elasticidad, diámetro, grosor de las paredes). La sangre, es considerada como un fluido con características deNewtoniano.
Fig 1. A) Segmento arterial. Flujo(q) resulta en presión (p) dependiendo de los términos de resistencia de los vasos y la sangre. B) circuito eléctrico análogo. q, intensidad de corriente; p, voltaje; R, resistencia; L, inductancia; C, capacitancia. R y L combinadas en serie mientras que C está en una conexión en paralelo.

Palabras Clave— Circulación extracorpórea, ecuación,
modelomatemático, sangre, sistema arterial.

Abstract— The model was constructed on a PC using
MATLAB/SIMULINK, the various systems of blood perfusion (pulsate, rate of flow, regulating acid-base), corresponding to a device for extracorporeal circulation. Flow and pressure were expressed by the intensity of current and voltage in an electrotechnical analogon; inductivity, resistance and capacitancewere implemented according to the physical properties of the arterial tree and the rheology of blood. The effects of different perfusion regimens (pulsatility, flow amount, acid–base regulation) were studied. The comparison between calculated and measured fluxes experimentally are in good agreement with theoretical models and made promises benefits which various applications and is useful whendefining the parameters of the extracorporeal pump.

Keywords—

Arterial system, blood, extracorporeal circulation, mathematical model.

equation,

I. INTRODUCCIÓN a circulación extracorpórea (CEC) es una técnica de soporte para cirugía cardiaca consistente en desviar el flujo sanguíneo que retorna al corazón hacia un circuito que soporta la oxigenación y el bombeo sanguíneo. Sufuncionamiento se regula

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