Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strömungsvorhersage für die Nase: Superrechner sollen bei behinderter Nasenatmung helfen

25.10.2017

Herbstzeit ist Erkältungszeit. In den meisten Fällen ist die verstopfte Nase nach ein paar Tagen wieder frei. Doch nicht immer sind die Beschwerden so schnell wieder verschwunden. Bei etwa 11 Prozent der Bevölkerung ist die Behinderung der Nasenatmung chronisch.

Im Projekt Rhinodiagnost arbeiten Experten des Jülich Supercomputing Centre und der RWTH Aachen gemeinsam mit Fachkräften aus der Industrie daran, Ärzte bei der – oft schwierigen – Entscheidung für oder gegen eine Operation zu unterstützen. Ziel ist der Aufbau eines Service-Netzwerks, das individuelle 3D-Modelle und Strömungssimulationen auf Supercomputern als zusätzliche Entscheidungshilfe zur Verfügung stellen soll.


Simulation der Luftströmung durch die Nase

Copyright: Forschungszentrum Jülich / J. H. Göbbert

Über 100.000 Operationen werden in Deutschland jährlich an der Nasenhöhle oder den Nasennebenhöhlen durchgeführt (1). Die Fehlerrate bei derartigen Eingriffen ist mit schätzungsweise 30 Prozent recht hoch (2)(3), die gegenwärtige Diagnostik ist nicht aussagekräftig genug. Für die Diagnose kommen zumeist Methoden der medizinischen Bildgebung oder rein optische Verfahren zum Einsatz, die keinerlei Information über die Strömungsverhältnisse liefern.

"Die richtige Einschätzung der Erfolgschance einer OP hängt momentan noch sehr stark ab von der Ausbildung und Erfahrung des praktizierenden Arztes", erläutert Projektkoordinator Jens Henrik Göbbert vom Jülich Supercomputing Centre (JSC). "In Rhinodiagnost wollen wir patientenindividuelle Strömungssimulationen auf der Basis von computertomographischen Aufnahmen ermöglichen, die ein ganzheitliches Bild der Strömungsverhältnisse in der Nase vermitteln und mit denen sich der Effekt von anatomischen Veränderungen darstellen lässt."

Die gesunde, natürliche geformte Nase ist eine Art strömungsmechanisches Wunderwerk, deren vielfältige Funktionen durch eine OP leicht beeinträchtigt werden können. Auf einer Strecke von nicht einmal 10 Zentimetern befeuchtet die Nase die eingeatmete Luft und erwärmt sie auf Körpertemperatur, selbst dann, wenn außen Minusgrade herrschen. Die Simulation der Luftströmung auf Superrechnern ist technisch bereits ausgereift und könnte als zusätzliche Entscheidungshilfe dazu beitragen, den Erfolg von Operationen besser als bisher vorherzusagen, unnötige Eingriffe zu vermeiden und Operationen individuell anzupassen.

Forscher des Jülich Supercomputing Centre (JSC) und des Aerodynamisches Institut (AIA) der RWTH Aachen entwickeln in Rhinodiagnost die dazu notwendigen Softwarekomponenten, die es Ärzten ermöglichen, Simulationsdaten auf modernen Höchstleistungsrechnern interaktiv und zielgerichtet zu nutzen. Darüber hinaus ist die Demonstration virtueller Operationen geplant, bei denen sich relevante Strömungsparameter in Echtzeit anzeigen und analysieren lassen. Als Projektpartner aus der Industrie sind die deutschen Unternehmen Sutter Medizintechnik und Med Contact sowie die österreichische Angewandte Informationstechnik Forschungsgesellschaft beteiligt, die das im September 2017 gestartete Projekt koordiniert.

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie das österreichische Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung und ist Teil des transnationalen Förderprogramms IraSME.

Referenzen:
(1) Statistisches Bundesamt: Fallpauschalenbezogene Krankenhausstatistik (DRG-Statistik), Operationen und Prozeduren der vollstationären Patientinnen und Patienten in Krankenhäusern, erschienen am 28.10.2016, korrigiert am 19.01.2017
(2) Smith, T. L., Kern, R. C., Palmer, J. N., Schlosser, R. J., Chandra, R. K., Chiu, A. G., ... Stankiewicz, J. A. (2011). Medical therapy vs surgery for chronic rhinosinusitis: A prospective, multi-institutional study. International Forum of Allergy and Rhinology, 1(4), 235-241. DOI: 10.1002/alr.20063
(3) Sinuwave, Summary of U.S. Market Statistics

Weitere Informationen

Projekt Rhinodiagnost

Jülich Supercomputing Centre (JSC)

Ansprechpartner:

Jens Henrik Göbbert
Jülich Supercomputing Centre (JSC)
Tel.: 02461 61-96498
E-Mail: j.goebbert@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Tobias Schlößer
Forschungszentrum Jülich, Unternehmenskommunikation
Tel.: 02461 61-4771
E-Mail: t.schloesser@fz-juelich.de

Erhard Zeiss
Forschungszentrum Jülich, Unternehmenskommunikation
Tel.: 02461 61-1841
E-Mail: e.zeiss@fz-juelich.de

Erhard Zeiss | Forschungszentrum Jülich GmbH
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2017/2017-10-25-rhinodiagnost.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Kokosöl verlängert Leben bei peroxisomalen Störungen
20.06.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Überdosis Calcium
19.06.2018 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt

21.06.2018 | Physik Astronomie

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics