У пациента развилась церебральная эмболия после имплантации насоса вспомогательного желудочка с непрерывным потоком. Техническая аутопсия устройства, выполненная с помощью микро-КТ и вычислительной гидродинамики (CFD), показала, что конструкция рабочего колеса генерировала микропузырьки пара. При схлопывании эти пузырьки фрагментировали эритроциты, высвобождая микроэмболы, которые попали в центральную нервную систему. Данный случай подчеркивает необходимость валидации гидродинамики роторов в кровяных насосах.
3D-реконструкция и CFD-симуляция рабочего колеса 🧬
Команда судебных экспертов оцифровала насос с помощью микро-КТ высокого разрешения в VGSTUDIO MAX, получив объемную сетку рабочего колеса и улитки. На основе этой реальной геометрии были выполнены симуляции в ANSYS Fluent для моделирования кровотока при 10 000 об/мин. Результаты показали зоны статического давления ниже давления парообразования крови, что подтвердило наличие зарождающейся кавитации на передних кромках лопастей. Анализ гемолиза в Materialise Mimics количественно оценил скорость повреждения клеток в этих областях, напрямую коррелируя ее с фрагментацией, наблюдавшейся у пациента.
Уроки для проектирования имплантируемых протезов ⚙️
Этот случай демонстрирует, что микрокавитация является реальным риском в насосах непрерывного потока, даже в сертифицированных конструкциях. Сочетание микро-КТ и CFD позволяет выявлять отказы, которые ускользают от обычных гидравлических испытаний. Для биомедицинской промышленности интеграция таких инструментов, как VGSTUDIO MAX и ANSYS Fluent, в процесс анализа уже имплантированных устройств является ключевой стратегией для предотвращения будущих эмболий и повышения безопасности искусственных сердец.
Стали бы вы использовать этот цифровой двойник для хирургического планирования?