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Benjamin Torner
Erforschung der Strömung in einem Herzunterstützungssystem unter Berücksichtigung des Turbulenzeinflusses auf die Blutschädigungsvorhersage
Die derzeitige Debatte zur Organspende-Pflicht zeigt den deutschlandweiten Mangel an Spenderorganen. Derweil ist die Spenderherztransplantation der Goldstandard zur Behandlung einer schweren Herzinsuffizienz - einer Erkrankung, die in Deutschland die dritthäufigste Todesursache darstellt.
Da Spenderherzen rar sind, wurden Herzunterstützungsgeräte (VADs) als alternative Behandlungsmethode entwickelt. VADs werden dem erkrankten Patienten implantiert und unterstützen die Tätigkeit des Herzens. Jedoch können durch das VAD schwere Komplikationen wie Schlaganfälle auftreten, die durch Blutschädigungen verursacht werden. Daher muss die Blutschädigung schon im VAD-Design minimiert werden, was über Computersimulationen realisiert wird.
Die Dissertation zeigt eine Methodik, wie die Blutschädigung in VADs verlässlicher am Computer berechnet werden kann. Im Speziellen wird gezeigt, wie turbulente Strömungsgrößen in die Blutschädigungsberechnung physikalisch fundiert implementiert werden können, wo diese Turbulenzen im VAD entstehen und zerfallen und welche Auswirkungen die Turbulenzen auf die Blutschädigungsberechnung im VAD unter Nutzung von state-of-the-art Blutschädigungsmodellen haben. Es konnte gezeigt werden, dass die Turbulenz einen signifikanten Einfluss auf die Blutschädigungsvorhersage im untersuchten VAD hat. Aus diesem Grund müssen turbulente Größen in die Blutschädigungsberechnungen in einem Herzunterstützungssystem unbedingt inkludiert werden.
Die Ergebnisse können die Basis für ein verbessertes VAD-Design bilden, um künftig die Lebensqualität von Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz zu erhöhen.
Da Spenderherzen rar sind, wurden Herzunterstützungsgeräte (VADs) als alternative Behandlungsmethode entwickelt. VADs werden dem erkrankten Patienten implantiert und unterstützen die Tätigkeit des Herzens. Jedoch können durch das VAD schwere Komplikationen wie Schlaganfälle auftreten, die durch Blutschädigungen verursacht werden. Daher muss die Blutschädigung schon im VAD-Design minimiert werden, was über Computersimulationen realisiert wird.
Die Dissertation zeigt eine Methodik, wie die Blutschädigung in VADs verlässlicher am Computer berechnet werden kann. Im Speziellen wird gezeigt, wie turbulente Strömungsgrößen in die Blutschädigungsberechnung physikalisch fundiert implementiert werden können, wo diese Turbulenzen im VAD entstehen und zerfallen und welche Auswirkungen die Turbulenzen auf die Blutschädigungsberechnung im VAD unter Nutzung von state-of-the-art Blutschädigungsmodellen haben. Es konnte gezeigt werden, dass die Turbulenz einen signifikanten Einfluss auf die Blutschädigungsvorhersage im untersuchten VAD hat. Aus diesem Grund müssen turbulente Größen in die Blutschädigungsberechnungen in einem Herzunterstützungssystem unbedingt inkludiert werden.
Die Ergebnisse können die Basis für ein verbessertes VAD-Design bilden, um künftig die Lebensqualität von Patienten mit schwerer Herzinsuffizienz zu erhöhen.
Schlagwörter: Blutpumpe; Herzunterstützungssystem; Ventricular Assist Device; Blutschädigung; Turbulenz; Strömungssimulation
Schriftenreihe des Lehrstuhls für Strömungsmaschinen
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Frank-Hendrik Wurm, Rostock
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