Methodologie Numerische Verfahren
Die Anwendung der numerischen Verfahren in der Klinik oder für die Entwicklung neuer Medizinprodukte ist verbunden mit einer Reihe an notwendigen methodologischen Entwicklungen bspw. Sensitivitätsanalyse und Analyse der Unsicherheitsfaktoren von numerischen Modellen oder Untersuchung der Wirkung verschiedener Randbedingungen wie Pulsatilität, Compliance oder Geschwindigkeitsprofilen. Außerdem ist die klinische Validierung eine der wichtigsten Komponenten.
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Unsicherheitsfaktoren bei der CFD-basierten Berechnung des Druckverlustes
MRT Daten werden genutzt um die Geometrie der verengten Aorta sowie den Volumenfluss zu erfassen. Die Daten, die für die Randbedingungen der numerischen Modellierung dienen, sind unsicherheitsbehaftet.
Links: Rekonstruierte Geometrie einer verengten Aorta (angeborener Herzfehler). Die Rekonstruktion wurde mit ZIBAmira Software erstellt.
Rechts: Druckverlust als Funktion des Stenose- Durchmessers und des Volumenflusses durch die Stenose. Der grau gefärbte Rahmen markiert den Bereich der Unsicherheit in den Daten bedingt durch die MRT-Auflösung.
Vereinfachung des CFD-Modells: Einfluss der Abgangsgefäße der Aorta
Die Vereinfachung des numerischen Modells kann die Analyse ohne Verlust an diagnostischer Aussagekraft beschleunigen sowie Unsicherheitsfaktoren reduzieren.
Links: Rekonstruktion der Aorta mit und ohne Seitengefäße mit daraus resultierenden Änderungen in Ein- und Ausflussrandbedingungen
Rechts: Vergleich der resultierenden Strömungen und die daraus resultierenden Druckverläufe entlang der Centerline. Obwohl sich die Druckverläufe unterscheiden, besteht kein Unterschied für diagnostisch relevanten Druckverlust.