Computational Fluid Dynamics – Simulationsrechnungen zur kontrastmittelgestützten MRT-Perfusionsmessung des Herzens
Laufzeit: 01.01.2001 - 31.12.2008
Kurzfassung
Im Rahmen des Projekts soll ein systematischer Fehler der kontrastmittelgestützen Perfusionsmessung am Herzen untersucht werden. Zur Ermittlung des myokradialen Blutflusses (MBF) wird zum einen die zeitabhängige KM-Konzentration im Myokard, zum anderen das zeitabhängige Verhalten des KM-Bolus (Arterielle-Input-Funktion, AIF) benötigt. Aus technischen Gründen kann die AIF nicht im Herzkranzgefäß bestimmt werden, sondern wird im linken Ventrikel des Herzens ermittelt. Eine Schlüsselrolle bei...Im Rahmen des Projekts soll ein systematischer Fehler der kontrastmittelgestützen Perfusionsmessung am Herzen untersucht werden. Zur Ermittlung des myokradialen Blutflusses (MBF) wird zum einen die zeitabhängige KM-Konzentration im Myokard, zum anderen das zeitabhängige Verhalten des KM-Bolus (Arterielle-Input-Funktion, AIF) benötigt. Aus technischen Gründen kann die AIF nicht im Herzkranzgefäß bestimmt werden, sondern wird im linken Ventrikel des Herzens ermittelt. Eine Schlüsselrolle bei der Perfusionsmessung spielt daher das Verhalten des KM-Bolus auf dem Weg vom linken Ventrikel zur untersuchten Myokardregion, insbesondere wenn ein Herzkranzgefäß mit einer Stenose passiert wird. Strömungsmechanisch bedingte Änderungen im Signal-Zeit-Verlauf können zu einem systematischen Fehler bei der Quantifizierung führen. Dies bleibt bisher bei der quantitativen Analyse der Myokardperfusion weitgehend unberücksichtigt.
Zur Abschätzung der Dispersion des KM-Bolus soll die Strömung durch das Herzkranzgefäß mit Hilfe des CFD-Programms FLUENT simuliert werden. Hierfür werden zunächst vereinfachte Geometrien mit unterschiedlichen Stenosegraden verwendet, um die Einflüsse verschiedener geometrischer Beschaffenheiten zu separieren. Anschließend soll die Dispersionssimulation an einem Modell der Herzkranzgefäße durchgeführt werden. Aus den Simulationen werden schließlich dispersierte AIFs erhalten. Die berechneten MBFs – mit und ohne Berücksichtigung der Dispersion – werden miteinander verglichen und hieraus ein systematischer Fehler bestimmt.
Zu Validierung der Computer-Simulationen werden die Ergebnisse mit den Strömungen eines KM.Bolus in Schlauch-Phantomen mit verschiedenen Stenosegraden verglichen.» weiterlesen» einklappen