Análise numérica de um cateter de resfriamento para indução de hipotermia em pacientes pós parada cardiorrespiratória

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cavalcanti, Gustavo Moura
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: Cateter de resfriamento; Simulação CFD; Parada cardíaca
• Link de acesso: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/5404; https://doi.org/10.31414/EM.2024.D.131764

Estudos mostram que a indução de hipotermia leve em casos de parada cardiorrespiratória causa efeitos benéficos como: neuroproteção, redução de pressão intracraniana e diminuição de mortalidade. Dos diversos métodos de resfriamento, o cateter de resfriamento intravascular se mostrou eficiente, seguro, estável e prático durante todo o tratamento. Com base nos estudos existentes, este trabalho propõe criar geometrias tridimensionais em ambiente computacional, tomando como referência os produtos fabricados pela montadora Zoll™ Medical Corporation. Em seguida, o programa de simulação CFD ANSYS Fluent carrega os modelos tridimensionais, por onde é definido o domínio computacional que representa o sangue, a solução salina e o sólido que compõe o cateter, assim como a descrição das propriedades termofísicas de cada domínio. Após definir o problema pelo programa ANSYS Fluent, a simulação inicia e parâmetros como temperatura e fluxo de calor são monitorados para garantir a convergência dos resultados. As respostas foram coletadas e a partir delas foi calculado o coeficiente global de transferência de calor. Por último, o comportamento térmico do corpo humano sob a indução de hipotermia por cateter é avaliado por programa escrito em Python, que auxilia a realizar análises exergética. Durante as simulações, a temperatura de solução salina variou de 1? para 30?, que resultou no aumento do coeficiente global de transferência de calor de 3,55 para 4,14 W/K (aumento de 16,6%). Similarmente, a vazão de solução salina aumentou de 100 ml/min para 300 ml/min, no qual resultou no aumento do parâmetro de 3,87 até 8,19 W/K (ganho de 110,9%). A espessura dos balões foi alterada de 0,05mm para 0,2 mm, observando uma perda de 6,40 até 2,59 W/K (decréscimo de 59,5%). Por último, a adição de ranhuras nos balões gerou uma queda no desempenho