Per CT entwickeln Ingenieure ein patientenspezifisches 3D-Modell und simulieren dann per FEM die Interaktion von Blutdruck und Arterienwand. So sollen Mediziner in der Lage sein, unnötige und risikoreiche Operationen zu vermeiden.
An der TU München entwickeln Ingenieurwissenschaftler und Mediziner neue Beurteilungsmethoden zur Risikoevaluation von Aortenaneurysmen – einer krankhaften Erweiterung einer Arterie, häufig im Bauchraum. Durch Einnähen einer Gefäßprothese kann ein Aneurysma operativ behandelt werden. Da die Operation jedoch mit erheblichen Risiken verbunden ist, wollen die Forscher eine Untersuchungsmethode entwickeln, die unnötige Operationen vermeidet. Die Ingenieure vom Lehrstuhl für Numerische Mechanik von Prof. Wolfgang A. Wall simulieren dazu die Interaktion von Blutdruck und Arterienwand mit Hilfe der Finite Elemente Methode (FEM). Derzeit wird eine Studie mit einer Reihe von Patienten durchgeführt, die bereits für eine Operation vorgesehen sind. Aus Computertomographiebildern, die für die Operationsplanung angefertigt werden müssen, erstellen die Ingenieure ein patientenspezifisches 3D-Modell des Aneurysmas, führen eine Simulation aus und berechnen die Bereiche hoher mechanischer Belastung der Wand. Zudem wird in der Nuklearmedizinischen Klinik von Prof. Markus Schwaiger eine Positronen-Emissions-Tomographie des Patienten angefertigt, die zur Visualisierung der Stoffwechselaktivität in der Aortenwand dient. Die Simulationsdaten und die Informationen über die Stoffwechselaktivität werden dem projektbetreuenden Gefäßchirurgen Dr. Christian Reeps übermittelt, so dass er während der folgenden Operation gezielt Gewebeproben aus auffälligen Gefäßwandbereichen für mechanische und histologische Untersuchungen entnehmen kann. Untersucht wird etwa das mechanische Probeverhalten und die Reißfestigkeit. Die im Versuch gewonnenen Daten gleichen die Forscher mit den simulierten Belastungen und Stoffwechselaktivitäten an der Probeentnahmestelle ab. So sollen Zusammenhänge zwischen klinisch nicht-invasiv messbaren Größen und Arterienwandeigenschaften erkannt werden.
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