Biodynamisches Monitoring, Diagnose und Nachuntersuchung von Bauchaortenaneurysmen mittels optischen Bildgebungsverfahren

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Henning Eckstein (†); Professor Dr. Daniel J. Rixen
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517562839

Beim Bauchaortenaneurysma (BAA) handelt es sich um eine lokalisierte, ballonähnliche Erweiterung der Bauchaorta. Das BAA ist für den Tod von mindestens 45 Personen pro 100.000 verantwortlich und stellt eine ernsthafte Bedrohung für ältere Menschen dar. Die Behandlung von BAA erfolgt meist mit der sogenannten Endovaskulären Aortenreparatur (EVAR). EVAR ist ein minimal-invasiver Eingriff, bei dem stabilisierende Gefäßstützen (sog. Stentgrafts) in der Aorta platziert werden (Endoprothese). Große Probleme dieser Endoprothesen sind Undichtigkeit (Endoleckage) und Wanderung. Durch die Endoleckage wird der Aneurysmasack wieder dem systemischen Blutdruck ausgesetzt, welcher eine Ruptur verursachen kann. Es ist beinahe unmöglich, den Druck innerhalb des Aneurysmasacks zu messen. Eine solche Messung würde zusammen mit anderen Indikatoren (Ultraschall oder CT-Untersuchung) jedoch helfen, die Notwendigkeit eines erneuten chirurgischen Eingriffs zu ermitteln. In der Vergangenheit konnte gezeigt werden, dass die Messung der mechanischen Wellen, die sich durch den Herzschlag am Unterleib bilden, ein indirekter Indikator für den Druck im Aneurysmasack sein kann. Diese Welle hat damit das Potential, in der Diagnostik und im Monitoring vor und nach der EVAR eingesetzt zu werden. In der früheren Voruntersuchung eines Antragstellers wurde ein Laser-Vibrometer zur Messung der Schwingungen der Bauchdecke verwendet. Die Messungen waren ziemlich umständlich und es wurden auch keine gründlichen Untersuchungen an Patienten durchgeführt. In diesem Projekt wollen wir verschiedene optische Verfahren auf ihre Eignung zum indirekten Monitoring von Veränderungen des Drucks im BAA untersuchen. Insbesondere die digitale Bildkorrelation (engl. DIC) ist eine vielversprechende Methode. DIC ist eine sehr einfache, auf Stereo-Videoaufnahmen basierende Methode, um die 3D-Bewegung von Oberflächen zu untersuchen (heutzutage in ingenieurstechnischen Anwendungen). Bisher werden solche optischen Methoden noch nicht in der medizinischen Bildgebung verwendet. Obwohl optische Methoden wie DIC das Potential haben ein neues Feld für medizinische Anwendungen, wie dem Monitoring und der Diagnose von BAA, zu öffnen, wurden sie noch nicht verwendet, um den Gesundheitszustand von Patienten zu beobachten. Dieses Projekt ist eine Kooperation der Fakultät für Maschinenwesen und der Fakultät für Medizin der TUM.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen