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Landesexzellenzinitiative PIRATE
Personalisierte intrakranielle Risikobestimmung von Aneurysmapatienten zur Therapie-Evaluation
Arbeitspaket 3: Phantomentwicklung und Simulation
Motivation
Intrakranielle Aneurysmen stellen ein erhebliches Gesundheitsrisiko dar, da ihre Ruptur häufig zu schwerwiegenden neurologischen Schäden oder zum Tod führen kann. Aktuelle Methoden zur Risikobewertung sind jedoch häufig ungeeignet.
Moderne bildgebende Verfahren wie die 4D-Fluss-MRT ermöglichen zwar die nichtinvasive Erfassung komplexer Blutströmungen und liefern wertvolle Informationen über hämodynamische Prozesse in patientenspezifischen Gefäßgeometrien. Allerdings bestehen weiterhin Unsicherheiten hinsichtlich der Genauigkeit und Vergleichbarkeit der gemessenen Strömungsparameter.
Im Rahmen des Projekts PIRATE werden individuelle Vorhersagen mittels moderner Bildgebung, 4D-Fluss-MRT und neuronaler Netze entwickelt. Ziel dabei ist es, eine klinische Software zur Entscheidungsunterstützung zu entwickeln, die Ärzten hilft, die optimale Behandlungsstrategie für jeden Patienten zu bestimmen.
Ziele
Ziel des Arbeitspakets 3 ist die Entwicklung und Validierung neuer Methoden zur Untersuchung intrakranieller Blutströmungen mittels experimenteller und numerischer Verfahren. Hierzu werden patientennahe Aneurysma-Modelle aufgebaut und sowohl in vitro als auch in silico untersucht.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Erstellung von Goldstandard-Daten, die als Referenz für die Validierung von 4D-Fluss-MRT-Messungen dienen. Darüber hinaus sollen datengestützte numerische Simulationen etabliert und deren Potenzial für die patientenspezifische Analyse von Aneurysmen bewertet werden. Ergänzend werden Machbarkeitsstudien durchgeführt, um neue Ansätze für die quantitative Strömungsanalyse und Bildgebung zu untersuchen.
Arbeitsplan
In einem ersten Schritt werden am LSM patientenspezifische Aneurysma-Modelle für experimentelle und numerische Untersuchungen aufgebaut. Anschließend erfolgen Blutströmungssimulationen in den erzeugten Aneurysma-Repliken. Die numerischen Modelle werden genutzt, um hämodynamische Größen wie Geschwindigkeitsfelder, Wirbelstrukturen und Wandschubspannungen zu analysieren. Ergänzend werden experimentelle Messungen an Phantommodellen durchgeführt, um die Simulationsergebnisse zu überprüfen und zu validieren. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse werden Goldstandard-Datensätze erstellt, die als Referenz für nachfolgende Projektarbeiten dienen.
Informationen zum Forschungsprojekt
| Antragsteller / Bearbeiter | Prof. Dr.-Ing. habl. Sven Grundmann; Josef Berndt, M.Sc.; Henry Brömmelkamp, M.Sc. |
|---|---|
| Laufzeit | 01.04.2026 - 31.3.2029 |
| Finanzierung | Land Mecklenburg Vorpommern über den Europäischen Fond für Regionale Entwichlung (EFRE) |