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 Spezialfarbstoff erlaubt völlig neue Einblicke ins Gehirn
16.08.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Keime fliegen mit
16.08.2018 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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