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Vier hochrangige Publikationen im Bereich medizinische Strömungen
Das Forschungsteam um Jana Korte und Franziska Gaidzik forscht am Forschungscampus STIMULATE zu medizinischen Strömungen, die beispielsweise zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit von unter Umständen lebensgefährlichen Aneurysmarissen (Rupturrisiko) beitragen. Die beiden Wissenschaftlerinnen erzielten international wichtige Forschungsergebnisse, die kürzlich in vier hochrangingen Fachbeiträgen in renommierten Fachjournalen veröffentlicht wurden.
Im renommierten Fachjournal „International Journal of Computer Asssisted Radiology and Surgery“ (Impact Factor 3.4) wurde die Facharbeit mit dem Titel „Image-based hemodynamic simulations for intracranial aneurysms: the impact of complex vasculature“ veröffentlicht. Durch immer weiter verbesserte Bildgebungsmethoden steigt die Möglichkeit die Gehirngefäße bis in das kleinste Detail genau zu betrachten. Aufbauend auf der Bildgebung, können Simulationen zur Beschreibung des Blutflusses durchgeführt werden. In der Studie konnte der Einfluss der Komplexität der Gefäßstruktur auf den berechneten Fluss in Gefäßabzweigungen und in Aneurysmen der Hirnarterien, sogenannte intrakranielle Aneurysmen, nachgewiesen werden.
Des Weiteren befasste sich Jana Korte mit der Recherche zu bestehenden numerischen Modellen zur Beschreibung der Komplexität des Blutflusses in den Gehirngefäßen und veröffentlichte die Ergebnisse im Journal of Bioengineering (IF 4.6): „Multi-Dimensional Modeling of Cerebral Hemodynamics: A Systematic Review“.
Im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP2311 gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, arbeiteten Jana Korte und Lukas Obermeier (Charité, Universitätsmedizin Berlin) an der Untersuchung des Einflusses von Bildgebung und Simulationsmethodik auf kardiovaskuläre Strömungen. Die Ergebnisse wurden in den GAMM Mitteilungen (IF 2) veröffentlicht: „Inter-model and inter-modality analysis of left ventricular hemodynamics: Comparative study of two CFD approaches based on echocardiography and magnetic resonance imaging“.
Zusätzlich zum Einfluss der Bildgebung, wurde die Behandlungsmethodik unterschiedlicher Formen von Aneurysmen numerisch untersucht. Durch die virtuelle Platzierung von Stents in verschieden geformten Aneurysmen konnte die hiervon abhängige Wirkung der Behandlung gezeigt werden. In Zusammenarbeit mit der University of Washington (Laurel Marsh, PhD) wurden die Ergebnisse im Journal of Clinical Medicine (IF 3.9) veröffentlicht: „Fusiform versus Saccular Intracranial Aneurysms—Hemodynamic Evaluation of the Pre-Aneurysmal, Pathological, and Post-Interventional State“.
Die Forschenden haben durch die hochrangigen Fachbeiträge einen wichtigen Beitrag zur verbesserten Diagnose und Therapie von Aneurysmen geleistet. In Deutschland erleiden etwa 40.000 bis 50.000 Menschen jährlich ein geplatztes Aneurysma.
Abbildung: Beispielfall menschlicher Gehirnarterien mit simulierten Berechnungen der Blutströmung basierten auf Daten aus der medizinischen Bildgebung. Abgeleitet davon wurden die resultierenden Wandschubspannungen (mit steigender Spannung in rot) und auftretende Wirbelbildungen (Schraffierung in den Gefäßen).
Figure: Example case of human brain arteries with simulated calculations of blood flow based on data from medical imaging. The resulting wall shear stresses (with increasing stress in red) and occurring vortices (hatching in the vessels) were derived from this.
Four high-ranking publications in the field of medical flows
The research team led by Jana Korte and Franziska Gaidzik is conducting research into medical flows at the Research Campus STIMULATE that contribute, for example, to predicting the probability of potentially life-threatening aneurysm ruptures (rupture risk). The two scientists have achieved internationally important research results, which were recently published in four high-ranking specialist articles in renowned journals.
The paper entitled "Image-based hemodynamic simulations for intracranial aneurysms: the impact of complex vasculature" was published in the renowned "International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery" (Impact Factor 3.4). Thanks to ever-improving imaging methods, it is becoming increasingly possible to view the brain vessels down to the smallest detail. Based on the imaging, simulations can be carried out to describe the blood flow. In the study, the influence of the complexity of the vascular structure on the calculated flow in vascular branches and in aneurysms of the cerebral arteries, so-called intracranial aneurysms, was demonstrated.
Jana Korte also researched existing numerical models to describe the complexity of blood flow in the brain vessels and published the results in the Journal of Bioengineering (IF 4.6): "Multi-Dimensional Modeling of Cerebral Hemodynamics: A Systematic Review".
As part of the Priority Program SPP2311 funded by the German Research Foundation, Jana Korte and Lukas Obermeier (Charité, Medical University Berlin) worked on investigating the influence of imaging and simulation methods on cardiovascular flows. The results were published in the GAMM Messages (IF 2): "Inter-model and inter-modality analysis of left ventricular hemodynamics: Comparative study of two CFD approaches based on echocardiography and magnetic resonance imaging".
In addition to the influence of imaging, the treatment methodology of different forms of aneurysms was investigated numerically. The virtual placement of stents in aneurysms of different shapes was used to show the effect of the treatment depending on the shape. In collaboration with the University of Washington (Laurel Marsh, PhD), the results were published in the Journal of Clinical Medicine (IF 3.9): "Fusiform versus Saccular Intracranial Aneurysms—Hemodynamic Evaluation of the Pre-Aneurysmal, Pathological, and Post-Interventional State".
The researchers have made an important contribution to improving the diagnosis and treatment of aneurysms with their high-ranking specialist contributions. In Germany, around 40,000 to 50,000 people suffer a burst aneurysm every year.