Computermodelle für kleine Herzpatienten

Arzt und Computer: gemeinsam für kleine Patienten

Um die Operation individuell zu planen und Ergebnisse vorauszuberechnen, können Computer helfen. Dazu forschen die kinderherzen. Sie unterstützen Kinderkardiologen und Ingenieure, die Computermo-delle entwickeln, um das Herz und das Kreislaufsystem der kleinen Patienten abzubilden. Diese Modelle sollen den Blutkreislauf nachstellen und so Operations-ergebnisse am Computer simulieren. Der Vorteil: Behandlungen können präziser geplant werden, ohne die kleinen Patienten zu belasten. Langfristig ist es das Ziel auch den Einfluss von Medikamenten zu berechnen.
Um die Computermodelle zu erstellen, sind Bilder von Herz und Gefäßen notwendig. Dazu nutzen die Wissenschaftler das schonende Ultraschallverfahren der 3D Echokardiographie.

Mit Hilfe der Bilddaten stellen die Forscher ein Herzschema nach, das zusätzlich zur Anatomie des Herzens wichtige Informationen über kritische Bereiche wie beispielsweise verengte Blutgefäße liefert. Auf Hochleistungsrechnern werden Geschwindigkeit und Druck des Blutes möglichst genau berechnet.

Phantome aus dem Labor

Jedes Computermodell muss überprüft werden. Was bringt es? Wie gut stimmen die Berechnungen mit den realen Verhältnissen überein? Um ihr Modell zu validieren, vergleichen die Wissenschaftler ihre errechneten Daten mit gespeicherten Ergebnissen aus aktuellen Studien. Außerdem planen sie, im Labor physikalische Phantome des kindlichen Herz-Kreislauf-systems zu konstruieren. Daran können die entwickelten Methoden getestet werden – ganz ohne Risiko für die kleinen Patienten.

 

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Forschungsziele auf einen Blick:

kinderherzen Forschung

Gemeinsam für die Herzkinder
An diesem Projekt arbeiten Fachleute zweier Hoch-schulen zusammen. Sie kommen aus dem Institut für Angewandte Medizintechnik (AME) der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen und aus der Abteilung für Kinderkardiologie des Universitätsklinikums Bonn. Das AME forscht seit über 35 Jahren auf dem Gebiet der kardiovaskulären Technik. Für das aktuelle Projekt stellt es Rechnerressourcen und Expertenwissen zur Verfügung. Die Datenerfassung und Auswertung findet am Universitätsklinikum Bonn statt.

kinderherzen Experten

kinderherzen Experte Christian Winkler, Dipl.-Ing., Abt. Kinderkardiologie des Universitätsklinikums Bonn

"Die Medizintechnik hat in den vergangenen Jahren sehr große Fortschritte gemacht. In Zukunft könnten Computermodelle dabei helfen, Behandlungen und Operationen noch individueller als bisher zu planen. Das würde die Behandlungsrisiken für kleine Herzpatienten deutlich senken.„

 

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Daten und Fakten

Titel ausführlich: Entwicklung von patienten-individuellen, computergestützten Strömungsmodellen für herzkranke Kinder
Projekt-Nr.: W-BN-011/2017 KH BN
Standort: Universitätsklinikum Bonn und RWTH Aachen
Laufzeit: Februar 2018 bis Januar 2020
Kosten: 194.900 Euro