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128. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie

03.05. - 06.05.2011, München

Modellvoraussetzungen und Ergebnisqualität von Computersimulation des abdominalen Aortenaneurysmas

Meeting Abstract

  • Christian Reeps - Klinikum rechts der Isar der TU-München, Klinik für Gefäßchirurgie, München
  • Michael Gee - Technische Universität München, Lehrstuhl für numerische Mechanik, Garching bei München
  • Andreas Maier - Technische Universität München, Lehrstuhl für numerische Mechanik, Garching bei München
  • Alexander Zimmermann - Klinikum rechts der Isar der TU-München, Klinik für Gefäßchirurgie, München
  • Hans-Henning Eckstein - Klinikum rechts der Isar der TU-München, Klinik für Gefäßchirurgie, München
  • Wolfgang A. Wall - Technische Universität München, Lehrstuhl für numerische Mechanik, Garching bei München

Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 128. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. München, 03.-06.05.2011. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2011. Doc11dgch231

DOI: 10.3205/11dgch231, URN: urn:nbn:de:0183-11dgch2311

Veröffentlicht: 20. Mai 2011

© 2011 Reeps et al.
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Gliederung

Text

Einleitung: Eine Überlegenheit von Computersimulationen bei der Rupturrisikobeurteilung des abdominalen Aortenaneurysmas (AAA) im Vergleich zum Maximaldurchmesserkriterium konnte bereits nachgewiesen worden. Die Ergebnisse solcher Simulationen müssen jedoch vorsichtig interpretiert werden, da diese stark von der Richtigkeit und Komplexität der in der Simulation verwendeten Modellannahmen abhängen. Die meisten klinisch tätigen Gefäßchirurgen sind jedoch mit der Computersimulation des AAA zuwenig vertraut, um die Qualität solcher Simulationen richtig einschätzen zu können. Um dieses Verständnis zu verbessern und den Effekt von unterschiedlichen Modellannahmen auf die Ergebnisse der Computersimulation zu verdeutlichen sollen diese demonstriert und erklärt werden.

Material und Methoden: 4 Patienten mit einem asymptomatischen (n=3) bzw. symptomatischen AAA(n=1) und deutlich unterschiedlicher Aneurysmamorphologie wurden exemplarisch analysiert. Die 3-dimensional inkl. des Thrombus rekonstruierten AAA wurden dazu in einem hochaufgelöstem Hexaeder-dominierten Finite-Element (FE)-Mesh vernetzt. Die Berechnungen erfolgten in verschiedenen Stufen bis hin zu einer hoch-realistischen „ortho-pressure“-Simulation, bei der neben Wandverkalkungen auch Vorspannungszustand sowie nicht-lineare geometrische Modellierungen und Materialannahmen berücksichtigt wurde. Anschließend wurden Wandspannungen und Deformationen einfacher und komplexer Simulationen verglichen

Ergebnisse: Die berechneten pulssynchronen Deformationen eines individuellen AAA variieren zwischen einfachen und komplexen Modellannahmen maximal um 740% und im Durchschnitt um 607%. Die maximale Wandspannung variierte dabei individuell um bis zu 210% und im Durchschnitt um 170%. Nur hochkomplexe Simulationen liefern hierbei Ergebnisse innerhalb beobachtbarer physiologischer Grenzen von Materialbelastbarkeit und Deformation.

Schlussfolgerung: Korrekte numerische Modellannahmen sind hinsichtlich der Ergebnisse von größerer Relevanz als die individuelle AAA-Geometrie und nur fortschrittliche Simulationen zeigen realistische quantitative Ergebnisse. Aufgrund der nicht-linearen Zusammenhänge zwischen Modellannahmen sind zudem die Resultate der meisten Studien nicht vergleichbar, unterschiedlich aussagekräftig und können nur in Kenntnis der genauen Modellannahmen interpretiert werden.