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Entwicklung eines Verfahrens zur Vorhersage angiographischer Parameter mit Hilfe der virtuellen Angiographie

Zerebrovaskuläre Erkrankungen sind neben kardiovaskulären Erkrankungen eine der häufigsten Todesursachen in Industrieländern. Ein spezielles Krankheitsbild sind dabei Aneurysmen, sackförmige Erweiterungen der Gefäßwand, die im Falle einer Ruptur zu lebensbedrohlichen Hirnblutungen und Schlaganfällen führen können. Um einer Ruptur vorzubeugen, werden verschiedene Behandlungsmethoden verwendet, die einen Verschluss bzw. eine Rückbildung des Aneurysmas erreichen sollen. Ausschlaggebend für die Wahl einer Behandlungsmethode sind dabei neben statistischen Erfahrungen auch geometrische Eigenschaften des Aneurysmas, wie sie mit 3D-DSA-Aufnahmen gewonnen werden können. Daneben stehen zunehmend hämodynamische Parameter im Fokus aktueller Forschung, da diese mutmaßlich mit dem Risiko einer Ruptur korrelieren. Aufgrund fehlender Möglichkeiten, hämodynamische Parameter exakt zu messen, werden Blutflusssimulationen eingesetzt, um Informationen über die Hämodynamik zu erhalten. Mittels Blutflusssimulationen können zudem die Auswirkungen von möglichen Behandlungen untersucht werden.

Das Ziel dieses Forschungsprojekts besteht in der Analyse hämodynamischer und angiographischer Parameter, wie sie zur Bewertung eines Behandlungserfolges von zerebralen Gefäßerkrankungen verwendet werden, und der Entwicklung eines Verfahrens, um solche für eine Behandlung vorhersagen zu können.
Dazu sollen virtuelle Angiographien, d.h. auf Blutflusssimulationen basierende, synthetisch erzeugte Bildsequenzen des Blutflusses in zerebralen Gefäßen verwendet werden. Deren Generierung umfasst eine patientenindividuelle Optimierung des Gefäßmodells sowie der Blutflusssimulation.

Project manager:
Prof. Dr.-Ing. Joachim Hornegger, Dr. Thomas Redel, Prof. Dr. med. Arnd Dörfler

Project participants:
Dipl.-Inf. Jürgen Endres

Keywords:
Blutflusssimulation; Virtuelle Angiographie; 3D DSA

Duration: 1.3.2012 - 28.2.2015

Sponsored by:
Siemens AG, Healthcare Sector

Mitwirkende Institutionen:
Universitätsklinikum Erlangen, Neuroradiologische Abteilung

Contact:
Endres, Jürgen
Phone +49 9131 85 27874, Fax +49 9131 85 27270, E-Mail: juergen.endres@cs.fau.de
Publications
Endres, Jürgen ; Kowarschik, Markus ; Redel, Thomas ; Sharma, Puneet ; Mihalef, Viorel ; Hornegger, Joachim ; Dörfler, Arnd: A Workflow for Patient-Individualized Virtual Angiogram Generation Based on CFD Simulation. In: Computational and Mathematical Methods in Medicine (2012), No. 306765, pp 1-24
Endres, Jürgen ; Redel, Thomas ; Kowarschik, Markus ; Hutter, Jana ; Hornegger, Joachim ; Dörfler, Arnd: Virtual angiography using CFD simulations based on patient-specific parameter optimization. In: IEEE (Ed.) : International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI) (From Nano to Macro Barcelona 02.05.-05.05.2012). 2012, pp 1200-1203.

Institution: Chair of Computer Science 5 (Pattern Recognition)
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