Blutflusssimulation mittels Computational-Fluid-Dynamics an aus CT-Daten rekonstruierten Aortenaneurysmata vor und nach Stent-Graft Implantation

Zusammenfassung

Ziel: Simulation, Beschreibung und Entwicklung dynamischer Druckverhältnisse auf die Aorten- bzw. Stentgraftwand im zeitlichen Verlauf vor und nach stentgestützter Ausschaltung infrarenaler Bauchaortenaneurysmata. Patienten und Methode: Zwischen März 1996 und Mai 2001 wurden 13 Patienten mit einem infrarenalen Bauchaortenaneurysma einer transfemoralen Stent-Graft-Implantation unterzogen. Basierend auf Multi Detector Row (MDR) -CT Datensätzen dieser 13 Patienten wurde mithilfe einer „Computational Fluid Dynamics” (CFD) Software eine Blutflusssimulation der abdominellen Aorta vor und nach Stentimplantation durchgeführt. Von jedem Patienten wurden Simulationen von einer prä- und drei postoperativen Follow-up CT-Serien erstellt. Ergebnisse: Die Stentimplantation führte bei 10/13 Patienten zu einer Senkung des dynamischen Spitzendrucks um durchschnittlich 1057 Pa von der prä- zur postoperativen Untersuchung. Im weiteren Verlauf sank auch der Median des dynamischen Druckes bei 8/13 Patienten. Regionen mit erhöhten Druckwerten (sog. vulnerable Regionen), wie beispielsweise die des angedockten Stentschenkels, glichen sich im Verlauf der Zeit den Umgebungsdrücken an. Schlussfolgerung: Die Blutflusssimulation ermöglicht die Beurteilung der Druckverhältnisse in infrarenalen Bauchaortenaneurysmen vor und nach Stent-Graft-Implantation und erlaubt in der Verlaufskontrolle eine Aussage zur Homogenisierung der Druckverhältnisse innerhalb des Stentgrafts.

Abstract

Purpose: Simulation, description and analysis of dynamic pressure in infrarenal abdominal aortic aneurysms (AAA) before and after endovascular repair. Materials and Methods: During March 1996 and May 2001, 13 patients with AAA underwent endovascular treatment. The MDR-CT scans of these patients were used for the non-invasive analysis of the hemodynamics in the aorta with CFD software before and after endovascular repair. One pre-interventional and three post-interventional CT scans were analyzed for each patient. Results: Compared to the pre-interventional simulation, endovascular treatment led to an average dynamic pressure decrease of 1057 Pa in 10 of 13 patients. During the subsequent course, the median of the dynamic pressure decreased in 8 of 13 patients. Vulnerable regions initially identified as high-pressure regions, like the docking area or the second stent limb, adapted to the pressure in the surrounding tissue in the course of time. Conclusion: CFD-based blood flow simulation offers the opportunity to analyze dynamic pressure in AAA before and after endovascular repair and allows a prognostic statement as to the possible homogenization of the pressure in abdominal stent-grafts.

Key words

Blood flow simulation - CFD - abdominal aortic aneurysm

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