Tesis
Termografía computacional mediante el método del elemento frontera en la detección de obstrucciones de flujo sanguíneo
Fecha
2017-03-16Autor
Vargas Aparicio, Jorge Humberto
Institución
Resumen
La termografía es utilizada como una herramienta de diagnóstico en el área
médica cuyo reconocimiento ha generado controversias. Debido a la gran
aplicación que se le puede dar al uso de la obtención de imágenes térmicas en
tejidos biológicos, el presente trabajo se enfocará solamente a la aplicación de la
transferencia de calor en la detección de obstrucciones en el flujo sanguíneo.
Existen dos técnicas para la obtención del perfil de temperatura en seres vivos, las
técnicas invasivas y las no invasivas. Los métodos invasivos más importantes para
ello son la termografía por infrarrojos y la termografía con sensor de contacto. Los
métodos termográficos de contacto son los mejores en el momento presente,
debido principalmente a las dificultades para que la radiación infrarroja atraviese el
flujo sanguíneo y permita detectar la temperatura de la pared vascular, por esta
razón, se desarrollará un modelo matemático considerando la técnica de contacto
y se resolverá dicho modelo mediante el método del elemento frontera
programando la solución y así obtener la distribución de temperatura en venas y
arterias.
El primer capítulo presenta un amplio panorama de las aplicaciones de la
transferencia de calor en tejidos biológicos así como las diferentes técnicas de
detección de la aterosclerosis. Se presenta el tema de la aterosclerosis,
consecuencias de esta enfermedad, los mecanismos responsables del incremento
de energía que causan el incremento en la temperatura en la zona de obstrucción
de flujo sanguíneo.
En el segundo capítulo se presentan los diferentes modelos matemáticos en la
transferencia de calor biológica que existen en la actualidad comenzando con el
primer modelo desarrollado (ecuación de Pennes), haciendo mención solamente a
la ecuación de conducción relativista.
En el tercer capítulo se obtiene el modelo matemático de transferencia de calor
biológica de tipo hiperbólico (ecuación de Cattaneo-Vernotte), el cual, es el modelo
que se resuelve en el presente trabajo mediante el Método del Elemento Frontera.
Se presenta el modelo geométrico (dominio) y condiciones de frontera a
considerar.
En el capítulo cuarto se desarrolla la solución del modelo matemático que se
considero en el presente trabajo mediante el Método del Elemento Frontera y su
implementación numérica.
En el capítulo cinco se expone el análisis de los resultados y en el sexto capítulo
se dan las conclusiones más importantes que se han alcanzado con este trabajo,
también, se dan algunas recomendaciones para trabajos futuros que permitan
continuar la investigación en este campo.