Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fließvorgänge des Blutes vorausberechnen

18.05.2011
Gemeinsame Pressemitteilung der HTWK Leipzig und der Universität Leipzig

Strömungsmechaniker der HTWK Leipzig und Chirurgen des Universitätsklinikums Leipzig kooperieren in der Aneurysmaforschung

Zum Wohle des Patienten bündeln die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) und das Universitätsklinikum Leipzig ab sofort ingenieurwissenschaftliche und chirurgische Kompetenzen. Dazu arbeiten das Institut für Bio-Fluidmechanik (IBFM) an der HTWK Leipzig und die Klinik für Visceral-, Transplantations-, Thorax und Gefäßchirurgie der Universität Leipzig ab sofort interdisziplinär zusammen. Thema der Kooperation ist die Untersuchung und Simulation von Fließvorgängen in Aorten-Aneurysmen sowie die Interaktion von Gewebe und Stents. Zum Auftakt der Kooperation trafen sich heute der Institutsleiter Professor Dr.-Ing. Frank Preser, Fakultät Bauwesen der HTWK Leipzig, und der Klinikdirektor Professor Dr. med. Sven Jonas, Klinik für Visceral-, Transplantations-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universitätsklinikum Leipzig, zu einer Auftaktveranstaltung in der HTWK Leipzig.

Krankhaft erweiterte Hauptschlagadern (Aorten-Aneurysmen) sowie abnormale Ausbeulungen der artieriellen Gefäßwände können aufgrund ihrer Reißgefahr lebensbedrohlich sein. Der Patient kann innerlich verbluten.

Gefäßchirurgen „entlasten“ die geschädigten Wände der Arterien, indem sie ein Gefäßimplantat (Stent), einsetzen, der den Blutstrom am Aneurysma vorbeiführt. Wegen des immer noch hohen Risikos für den Patienten sind derartige Eingriffe jedoch nur dann vertretbar, wenn bereits ein Riss (Ruptur) aufgetreten oder absehbar ist. Im Vorfeld einer Operation ist es daher entscheidend, den Blutstrom im Bereich des Aneurysmas zuverlässig in Richtung, Geschwindigkeit und Druck abzuschätzen und dessen Verhalten vorauszusehen. Hierfür entwickeln die Ingenieure der HTWK Leipzig gemeinsam mit den Medizinern der Universität Leipzig eine geeignete Methode.

Mithilfe eines mathematischen Verfahrens Blutströmung simulieren

Zunächst verwenden die Wissenschaftler der HTWK Leipzig besonders hoch aufgelöste Computer- beziehungsweise Magnetresonanztomographie-Aufnahmen des Patienten. Das IBFM fügt hierzu mit einer speziellen Software die Datensätze zu 3D-Bildern zusammen, visualisiert und segmentiert, um sie dann als numerische Rechengitter in Finite-Elemente-Programme importieren zu können. Mithilfe komplizierter Rechenvorgänge mit verschiedenen Parametern bilden die Ingenieure die Interaktion von Gefäßwand und pulsierendem Blutdruck mit dieser mathematischen Methode ab. Auf dieser Basis berechnen sie, wie sich die Strömungsvorgänge des Blutes im Gefäß weiter entwickeln könnten.

Welcher Druck wirkt auf die gefährdete Stelle des Gefäßes, wenn ein Stent eingesetzt wird? Wo sollte der Stent eingesetzt werden, damit sich der Druck möglichst gleichmäßig verteilt? Diese Fragen versuchen die Ingenieure der HTWK Leipzig im Vorfeld, aber auch während einer Operation durch das so genannte Online-Monitoring zu klären. Der Mediziner erhält also eine Entscheidungshilfe bezüglich eines möglichen Reißens des Gefäßes, aber auch Empfehlungen über mögliche Stents, deren Form, Größe und Platzierung.

Für den Patienten bietet dieses Verfahren enorme Vorteile: Sein Chirurg kann viel genauer abschätzen, wie er das Aorten-Aneurysma zu behandeln hat. Mögliche Fehlentscheidungen können reduziert, Nachoperationen vermieden werden. Professor Frank Preser von der HTWK Leipzig sagt: „Mit den numerischen Methoden der Strömungsmechanik lassen sich invasive Eingriffe reduzieren!“

Professor Sven Jonas vom Universitätsklinikum ergänzt: „Mit der neuen Methode wollen wir das individuelle Risiko besser einschätzen. Gefährdete Patienten sollen frühzeitiger behandelt werden, anderen wird man eine Operation ersparen können. Die Zahl der Eingriffe wird deutlich zu reduzieren sein, was auch unter Kostengesichtspunkten nicht unerheblich ist. Die Gelegenheit aber, über die Grenzen des eigenen Faches hinaus Probleme anzugehen, in diesem Fall das Zusammenwirken von Medizinern und Ingenieuren, ist etwas Besonderes und wird uns allen ganz neue Sichtweisen ermöglichen.“

Die Kooperation der beiden Vertragspartner beginnt ab sofort und ist längerfristig angelegt.

Spezialisten auf beiden Gebieten

Mit den Vertragspartnern HTWK Leipzig und Universität Leipzig treffen Experten auf ihren jeweiligen Gebieten aufeinander. Das Institut für Bio-Fluidmechanik an der HTWK Leipzig forscht auf dem Gebiet der interdisziplinären numerischen Simulation hydrodynamischer Strömungsvorgänge. Dabei berücksichtigen sie insbesondere biomechanische Prozesse mit instationären und turbulenten Strömungserscheinungen in flexiblen Strukturen. Die Klinik für Visceral-, Transplantations-, Thorax- und Gefäßchirurgie am Universitätsklinikum Leipzig mit ihren rund 50 operierten Bauch-Aorten-Aneurysmen im Jahr zählt zu den Zentren in diesem Bereich. Die Stellung als universitäre Forschungseinrichtung macht es darüber hinaus möglich, neue Standards zu entwickeln. Theoretische Daten wie sie das IBFM zu liefern vermag, werden in der klinischen Anwendung auf den Prüfstand gestellt, ein ständiger Verfeinerungsprozess zum Vorteil der Patienten.

Weitere fachliche Informationen:
HTWK Leipzig:
Professor Dr.-Ing. Frank Preser
Leiter des Instituts für Bio-Fluidmechanik
(IBFM), HTWK Leipzig
Telefon: (03 41) 3076 6227
E-Mail: frank.preser@fb.htwk-leipzig.de
Universität Leipzig:
Professor Dr. med. Sven Jonas
Direktor Klinik und Poliklinik für Viszeral-, Transplantations-, Thorax- und Gefäßchirurgie, Universitätsklinikum Leipzig, Liebigstraße 20
Telefon: (0341) 97-17200
E-Mail: sven.jonas@uniklinik-leipzig.de
Pressekontakte:
HTWK Leipzig:
Katharina Ballani
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Karl-Liebknecht-Straße 132
04277 Leipzig
Telefon: (03 41) 3076-6299
Fax: (03 41) 3076-856299
E-Mail: pressestelle@htwk-leipzig.de
http://www.htwk-leipzig.de
Universität Leipzig/Medizinische Fakultät:
Diana Smikalla
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Liebigstr. 27
04103 Leipzig
Telefon: (03 41) 97-15798
Fax: (03 41) 97-15919
E-Mail: diana.smikalla@medizin.uni-leipzig.de
http://www.uni-leipzig.de

Katharina Ballani | idw
Weitere Informationen:
http://www.htwk-leipzig.de
http://www.uni-leipzig.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Fake News finden und bekämpfen
17.08.2017 | Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT

nachricht Neues interdisziplinäres Zentrum für Physik und Medizin in Erlangen
25.07.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie