Project Details
Projekt Print View

Robuste Blutdruckberechnung mittels physikalischer Regularisierung von Daten der Phasenkontrast-Magnetresonanztomographie

Subject Area Medical Physics, Biomedical Technology
Term from 2012 to 2016
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 208701712
 
Final Report Year 2016

Final Report Abstract

In der kardiovaskulären Diagnostik stellt die Form einer krankhaften Gefäßveränderung nur einen Aspekt dar, der beim jeweiligen Patienten beurteilt werden muss. Die lokalen Auswirkungen der Gefäßpathologie auf den Blutdruck sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung zur Risikobewertung und Therapieentscheidung. Im klinischen Umfeld lassen sich detaillierte Blutdruckwerte bisher nur durch intravaskuläre Katheter bzw. durch Simulationen mittels Computational Fluid Dynamics (CFD) bestimmen. Für den klinischen Einsatz sind diese Techniken allerdings wegen der Invasivität der Kathetersondierung bzw. des hohen Modellierungsaufwandes der CFD nur bedingt geeignet. Abhilfe könnte die Berechnung von Blutdruckwerten aus Strömungsdaten der Phasenkontrast-Magnetresonanztomographie (MRT) schaffen, wobei die Strömungsdaten als zeitlich aufgelöste, dreidimensionale Vektorfelder der Strömungsgeschwindigkeiten vorliegen. In diesem Projekt wurde ein Gesamtverfahren zur Bestimmung zeitabhängiger Blutdruckfelder in den herznahen Gefäßen des Menschen entwickelt, das auf Strömungsdaten der Magnetresonanztomographie basiert. Dazu wurden bislang nur getrennt bekannte Ansätze zur Berechnung der räumlichen und der zeitlichen Blutdruckinformation vereint. Durch den Einsatz spezialisierter Teilverfahren in allen Einzelschritten der Prozesskette gelang es, die in früheren Ansätzen eingeschränkte Genauigkeit auf rauschbehafteten MRT-Bildern zu steigern. Insbesondere ist hier die Möglichkeit der Verwendung eines Flussdatenmodells zu nennen, welches eine Repräsentation der gemessenen Flussgeschwindigkeiten durch kontinuierliche Funktionen in Kombination mit Regularisierungsverfahren darstellt. Das Gesamtverfahren wurde in ein Softwaresystem integriert, in dem geeignete Werkzeuge eine effiziente Auswertung der Blutdruckwerte ermöglichen. Eine umfassende Evaluation mit Hilfe von experimentellen Phantomaufbauten und Datensätzen von Probanden und Patienten konnte abschließend die Leistungsfähigkeit des Gesamtverfahrens aufzeigen und eine Einschätzung des medizinischen Mehrwertes liefern.

Publications

 
 

Additional Information

Textvergrößerung und Kontrastanpassung