Interventionen im kardiovaskulären System - Stents
Allgemein - Der Blutkreislauf ist das Strömungssystem des Blutes und sichert durch den Stofftransport des Überleben des Organismus. Krankhafte Veränderungen einzelner Venen oder Arterien verlangen oftmals eine gezielte Behandlung mit Gefäßimplantaten, wie beispielsweise Stents. Diese setzen eine genaue Kenntnisse der örtlichen Bedingungen voraus.
Der Aufwand für eine vollständige dreidimensionale instationäre Strömungs- simulation des Gesamtsystems einschließlich des interessierenden Abschnitts ist allerdings extrem hoch.
Ziel ist die detaillierte Beschreibung der Strömungsverhältnisse in einem interessierenden Blutgefäß, z.B. in Form von zeitabhängigen Verteilungen der Blutgeschwindigkeit oder des Blutdrucks. Eine geplante Intervention, wie die Platzierung eines Stents, soll möglichst im Vorfeld analysiert und die Auswirkungen auf Blutströmung und Blutgefäß vorhergesagt werden.
Die Methode der numerischen Strömungssimulation (CFD) ermöglicht eine dreidimensionale, patienten-spezifische Rekonstruktion einzelner Blutgefäße. Zur Einordnung des speziellen Gefäßes im Blutkreislauf ist in Zusammenarbeit mit der Universität Sheffield ein eindimensionales Kompartment-Modell entwickelt worden, welches die Strömungsverhältnisse vom Herzen aus- gehend für den gesamten arteriellen Baum berechnet. Dieses eindimen- sionale Modell wird mit dem detaillierten, dreidimensionalen CFD-Modell einer Arterie oder eines Arterienabschnittes gekoppelt.
Mit Berechnung sowohl der mechanischen Prozesse der Stentaufweitung als auch der strömungsmechanischen Parameter können somit Interventionen genauestens simuliert werden.
Im Ergebnis der Simulation werden die operativen Eingriffe hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Blutströmung und die Gefäßwand vorweggenommen. Spezielle Berechnungsmodule erlauben es der ASD darüber hinaus, auch chemische und biologische Effekte, wie beispielsweise eine Medikamenten- abgabe durch den Stent bzw. Thromboseereignisse und mögliche Restenosis vorherzusagen.
- Fluid-Struktur-Wechselwirkung bei einem Ballonkatheter (Funktionsweise)
- Numerische Strömungsanalyse eines Ballonkatheters
- Kompartment-Modell - zeitabhängiger Geschwindigkeits- und Druckverlauf für das kardiovaskuläre System
