Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Mit der Fakultät verbundene Einrichtungen
P1 - Modellierung und Simulation von Aortenerkrankungen vor endovaskulärer
Therapie
Bei der endovaskulären aortalen Rekonstruktion (EVAR) von thorakalen- und abdominellen
Aortenaneurysmen muss mittel- und langfristig immer noch mit einer erhöhten Komplikationsrate
gerechnet werden.
Verantwortlich dafür sind insbesondere Endoleakagen an den Kontaktstellen von Stent-
Graft und Aortenwand, sowie die Device-Migration.
In beiden Fällen besteht nur ein unzureichender Kontakt des Endograft-Systems mit
der Gefäßwand. Diese Komplikationen sollen mit Ansätzen aus der Festkörper- und
Fluidsimulation näher untersucht werden. Ziel ist es, die Therapieplanung weiter zu verbessern.
Dazu wird die Positionierung von Stent-Grafts im Patientenmodell simuliert und
die Auswirkungen auf Hämodynamik und Gefäßwand untersucht.
T2 - Modellbasierte Schätzung der Herzbewegung
Robotergestützte Operationen am schlagenden Herzen, wie z.B. die Legung von Bypässen,
erfordern von einem Chirurgen eine ständig hohe Konzentration. Zur Erleichterung und
Verbesserung der chirurgischen Arbeit bei Herzoperationen wird am ISAS ein computerbasiertes
Chirurgiesystem mit dem Ziel entwickelt, den Chirurgen bei Operationen am
schlagenden Herzen zu unterstützen. Dafür sollen die Chirurgieinstrumente automatisch
mit der Bewegung des Herzens synchronisiert werden.
Für die Synchronisation ist die Rekonstruktion der Herzbewegung für jeden Patienten notwendig.
Damit auch die Bewegung in den Bereichen des Herzens, die nicht für die
Messung zugänglich sind, rekonstruiert werden kann, werden Methoden zur modellbasierten
Schätzung der Herzbewegung entwickelt, wobei die Informationen über die
Bewegung der Herzoberfläche mit einem Kamerasystem gewonnen werden. Aktuell werden
elementfreie Methoden zur Modellierung der Herzoberfläche entwickelt. Im Gegensatz
zu FEM-Methoden erlauben diese eine schnellere Anpassung des Modells an den Patienten
und dadurch einen besseren operativen Einsatz. Die Evaluation des Systems erfolgt anhand
der Messungen der Bewegung des druckluftgesteuerten künstlichen Herzens.
Das Projekt wird im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs GRK 1126 Intelligente
Chirurgie gefördert .
304