Fluid Dynamic Efficiency of an Anatomically Correct Total Cavopulmonary Connection: Flow Visualizations and Computational Fluid Dynamic Studies

Yun, S.H.; Kim, S.Y.; Kim, Y.H.

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자료유형: 학술저널

저자정보: Yun, S.H. (Biomechanics Laboratory, Department of Biomedical Engineering Yonsei University) Kim, S.Y. (Research Institute of Medical Engineering Yonsei University) Kim, Y.H. (Research Institute for Medical Instrumentation and Rehabilitation Engineering Yonsei University)

저널정보: 순환기의공학회 International Journal of Vascular Biomedical Engineering International Journal of Vascular Biomedical Engineering 제1권 제2호

발행연도: 2003.1

수록면: 36 - 41 (6page)

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Both flow visualizations and computational fluid dynamics were performed to determine hemodynamics in a total cavopulmonary connection (TCPC) model for surgically correcting congenital heart defects. From magnetic resonance images, an anatomically correct glass model was fabricated to visualize steady flow. The total flow rates were 4, 6 and 8L/min and flow rates from SVC and IVC were 40:60. The flow split ratio between LPA and RPA was varied by 70:30, 60:40 and 50:50. A pressure-based finite-volume software was used to solve steady flow dynamics in TCPC models. Results showed that superior vena cava(SVC) and inferior vena cava(IVC) flow merged directly to the intra-atrial conduit, creating two large vortices. Significant swirl motions were observed in the intra-atrial conduit and pulmonary arteries. Flow collision or swirling flow resulted in energy loss in TCPC models. In addition, a large intra-atrial channel or a sharp bend in TCPC geometries could influence on energy losses. Energy conservation was efficient when flow rates in pulmonary branches were balanced. In order to increase energy efficiency in Fontan operations, it is necessary to remove a flow collision in the intra-atrial channel and a sharp bend in the pulmonary bifurcation.

#Congenital Heart Defect #Total Cavopulmonary Connection #Flow visualization #Computational Fluid Dynamics #Fluid Dynamic Efficiency #Flow Collision #Swirling Flow

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