Análisis CFD de las vibraciones del rotor en el dispositivo de asistencia ventricular HeartMate3

Abstract

[ES] En el siguiente Trabajo de Fin de Máster se tiene como objetivo estudiar una bomba centrífuga diseñada para ser utilizada como un dispositivo de asistencia ventricular (VAD) en el tratamiento de insuficiencia o fallo cardíaco. Concretamente, se va a analizar el modelo HeartMate3 de Abbott en términos de prestaciones hemodinámicas y daño sanguíneo cuando el rotor de misma experimenta traslaciones verticales. Para ello, se llevarán a cabo simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) del flujo sanguíneo a través de la bomba. En el marco de la investigación, las simulaciones serán transitorias y se realizarán mediante el software Star CCM+ de SIEMENS, con una configuración de malla overset para hacer posible tanto la traslación como la rotación del rotor. Esta bomba es singular debido a que el rotor se mantiene levitando gracias a la imposición de un campo magnético por lo que se precisan conocer los fenómenos transitorios cuando acoplamos las fuerzas fluidas a este campo magnético. Este acoplamiento se realizará mediante una interacción dinámica entre fluido-rotor (DFBI). Esto se estudiará con la bomba trabajando a distintos gastos y con varias intensidades de campo magnético.

[EN] The following Master’s Thesis aims to study a centrifugal pump designed to be used as a ventricular assist device (VAD) to treat heart failure. Specifically, the Abbott HeartMate3 model will be analysed regarding haemodynamic performance and blood damage when the rotor undergoes vertical translations. To this end, computational fluid dynamics (CFD) simulations of blood flow through the pump will be carried out. As part of the research, the simulations will be transient and carried out using SIEMENS Star CCM+ software, with an overset mesh configuration to enable both translation and rotation of the rotor. This pump is unique because the rotor is levitating thanks to the imposition of a magnetic field, so it is necessary to know the transient phenomena when coupling the fluid forces to this magnetic field. This coupling will be done by means of a dynamic fluid-rotor interaction (DFBI). This will be studied with the pump working at different flow rates and with various magnetic field strengths.