Brazilian Journal of Cardiovascular Surgery (Sep 2003)
Computer dynamics to evaluate blood flow through the modified Blalock-Taussig shunt Estudo computadorizado do escoamento de sangue em modelo da anastomose de Blalock-Taussig modificada
Abstract
OBJECTIVES: To study the influence of geometric factors upon the function of modified Blalock-Taussig anastomoses (mBT) using a computational dynamic code based upon the method of finite elements. METHODS: The mBT operation, performed in 10 patients, was graphically reconstructed to create a parametric 3-dimensional geometric model. Using Streamline Upwind/Petrov-Galerkin approximations, blood flow and distribution were evaluated in different diameters of subclavian arteries and polytetrafluoroethylene grafts (PTFE) and angles of proximal anastomoses. RESULTS: The percentage of blood flow derived through the PTFE grows as its diameter increases in relation to subclavian artery diameter. Variations in the PTFE diameter do not interfere with pulmonary artery flow distribution. An angle of 110º in proximal anastomoses results in a high percentage of blood derivation to the graft, while angles of 30º, 60ºand 90º present with almost similar flow rates. However, angles of 30º and 110º produce an excessive flow to one of the pulmonary arteries, in detriment of the other. Peak pressure in the PTFE is affected by the proximal angle of anastomosis, with 30º resulting in higher and 110º in lower values. As the angle increases, the region of higher pressure shifts from the PTFE to subclavian artery. CONCLUSION: In the experimental model, percentage of flow derived in the PTFE is directly related to the diameter of the graft. The ratio between the diameters of subclavian artery and graft is an important regulator of flow deviation to the anastomosis. Angles of the anastomosis between the subclavian artery and the PTFE of 60º to 90º result in favorable pulmonary artery flow distribution and the location of the peak pressure.OBJETIVO: Dinâmica computacional foi utilizada para avaliar a influência de fatores geométricos no funcionamento de modelo da cirurgia de Blalock-Taussig modificada (BTm), ou interposição de enxerto de politetrafluoretileno (PTFE) entre as artérias subclávia e pulmonar. MÉTODO: A cirurgia de BTm, realizada em 10 pacientes, serviu para compor modelo geométrico tridimensional parametrizado, avaliado quanto a diferentes diâmetros de artéria subclávia e PTFE e ângulo proximal da anastomose. Foi empregado o código de dinâmica computacional FLOTRAN baseado no método de elementos finitos conhecido como "Streamline Upwind/Petrov-Galerkin". RESULTADOS: Nas simulações, a porcentagem de fluxo desviada pelo enxerto aumenta com a relação entre diâmetros do PTFE e da artéria subclávia. Um ângulo de 110º na anastomose proximal mostra maior porcentagem de sangue desviado, enquanto que 30º, 60º e 90º mostram desvios de fluxo quase similares. Contudo, ângulos de 30º e 110º tornam excessivo o fluxo pulmonar em uma das artérias pulmonares, em detrimento da outra. O pico de pressão no PTFE varia conforme o ângulo adotado, sendo maior em 30º . Quando o ângulo da anastomose aumenta, a região de maior pressão se desloca do enxerto para a artéria subclávia. CONCLUSÕES: No modelo experimental, o diâmetro do enxerto de PTFE é regulador principal da porcentagem de fluxo desviado. Na análise computadorizada, um ângulo de 60º a 90º entre artéria subclávia e enxerto de PTFE parece mais adequado para anastomose, considerando-se percentagem de fluxo desviado, sua distribuição entre ramos pulmonares e pico de pressão na zona da anastomose.
Keywords
