Assessment of valve implantation in the descending aorta as an alternative for aortic regurgitation patients not treatable with conventional procedures

Abstract

ANTECEDENTES: La Regurgitación Aórtica (RA) produce la entrada de una cantidad anormal de sangre en el ventrículo izquierdo. Esta enfermedad es responsable de una elevada morbilidad y mortalidad en todo el mundo y puede estar causada por una disfunción de la válvula aórtica. La cirugía y la sustitución valvular aórtica transcatéter (TAVR) son las opciones actuales para tratar la IA. Han sustituido a procedimientos más antiguos como el de Hufnagel. Sin embargo, algunos médicos han reconsiderado este procedimiento como una alternativa menos agresiva para los pacientes no aptos para cirugía o RVAT. Aunque Hufnagel sugirió una reducción de la regurgitación del 75% cuando se coloca una válvula válvula en la aorta descendente, no se ha cuantificado este valor.

MÉTODOS: En este trabajo se realiza una simulación numérica CFD/FSI en una geometría idealizada. Se cuantifica el efecto de cuantificamos el efecto de la colocación de una válvula cardiaca mecánica bileaflet en la aorta descendente en un caso de IA moderada-grave. Se emplea un modelo Windkessel de tres elementos para prescribir las condiciones límite de salida de presión. Se calculan los caudales y presiones resultantes en la aorta y los vasos de primera generación. Además, evaluamos varios índices para valorar la mejora debida a la introducción de la válvula. introducción.

RESULTADOS Y CONCLUSIONES: La fracción de regurgitación (FR) se reduce del 37,5% (sin válvula) al 18,0% (con válvula) en un solo ciclo cardíaco. ciclo cardíaco. Esta reducción muestra claramente la notable eficacia de la técnica rescatada. La función del ventrículo izquierdo ventrículo izquierdo a largo plazo. Además, los cálculos muestran que la implantación en esa localización introduce menos riesgos de incompatibilidad que uno convencional. La metodología propuesta puede ampliarse a cualquier condición particular (formas de onda/geometría de la presión) y está diseñada para evaluar los parámetros clínicos habituales empleados por los médicos.

BACKGROUND: Aortic Regurgitation (AR) produces the entrance of an abnormal amount of blood in the left ventricle. This disease is responsible for high morbidity and mortality worldwide and may be caused by an aortic valve dysfunction. Surgical and transcatheter aortic valve replacement (TAVR) are the current options for treating AR. They have replaced older procedures such as Hufnagel’s one. However, some physicians have reconsidered this procedure as a less aggressive alternative for patients not eligible for surgical or TAVR. Although Hufnagel suggested a 75% regurgitation reduction when a valve is placed in the descending aorta, a quantification of this value has not been reported.

METHODS: In this paper, CFD/FSI numerical simulation is conducted on an idealized geometry. We quantify the effect of placing a bileaflet mechanical heart valve in the descending aorta on a moderate-severe AR case. A three-element Windkessel model is employed to prescribe pressure outlet boundary conditions. We calculate the resulting flow rates and pressures at the aorta and first-generation vessels. Moreover, we evaluate several indices to assess the improvement due to the valve introduction.

RESULTS AND CONCLUSIONS: Regurgitation fraction (RF) is reduced from 37.5% (without valve) to 18.0% (with valve) in a single cardiac cycle. This reduction clearly shows the remarkable efficacy of the rescued technique. It will further ameliorate the left ventricle function in the long-term. Moreover, the calculations show that the implantation in that location introduces fewer incompatibilities’ risks than a conventional one. The proposed methodology can be extended to any particular conditions (pressure waveforms/geometry) and is designed to assess usual clinical parameters employed by physicians.