Flusssensitive 4D-Magnetresonanztomographie bei parakorporalen und linksventrikulären Herzunterstützungssystemen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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2014
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4D-MAGNETRESONANZTOMOGRAPHIE BEI
PARAKORPORALEN
UND LINKSVENTRIKULAEREN
HERZUNTERSTUETZUNGSSYSTEMEN
DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES DOKTORGRADS
DER TECHNISCHEN FAKULTAET
DER ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITAET FREIBURG IM BREISGAU
VORGELEGT VON
CHRISTOPH BENK
DEKAN:
GUTACHTER:
VORSITZ:
BEISITZ:
TAG DER PRUEFUNG:
AUTOR:
PROF. DR. Y. MANOLI
PROF. DR. J. KORVINK
PROF. DR. M. MARKL
PROF. DR. T. STIEGLITZ
PROF. DR. P. WOIAS
3. APRIL 2014
DIPL.-ING. (FH) CHRISTOPH BENK
UNIVERSITAETS-HERZZENTRUM FREIBURG - BAD KROZINGEN
KLINIK FUER HERZ- UND GEFAESSCHIRURGIE
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INHALT
INHALTSVERZEICHNIS 5
VORWORT 9
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 11
1 EINLEITUNG 12
1.1 MOTIVATION UND AUFGABENSTELLUNG 15
1.2 HYPOTHESEN 15
2 PHYSIOLOGISCHE GRUNDLAGEN 17
2.1 HERZINSUFFIZIENZ 17
2.1.1 DEFINITION DER HERZINSUFFIZIENZ 17
2.1.2 FORMEN UND AETIOLOGIE DER HERZINSUFFIZIENZ 17
2.1.3 CHIRURGISCHE THERAPIE DER HERZINSUFFIZIENZ 18
3 MECHANISCHE HERZUNTERSTUETZUNGSSYSTEME UND KUNSTHERZSYSTEME 21
3.1 INTENTION UND INDIKATION 22
3.2 EINGRUPPIERUNG DER UNTERSCHIEDLICHEN HERZUNTERSTUETZUNGSSYSTEME 24
3.2.1 EXTRACORPOREAL LIFE SUPPORT (ECLS) 24
3.2.2 TEMPORAERE HERZUNTERSTUETZUNGSSYSTEME 25
3.2.3 PARAKORPORALE SYSTEME (PVAD) 29
3.2.3.1 DAS MEDOS-VAD-SYSTEM 30
3.2.3.2 DAS BERLIN HEART-VAD-SYSTEM 31
3.2.3.3 DAS THORATEC-VAD-SYSTEM 34
3.2.4 IMPLANTIERBARE LINKSVENTRIKULAERE HERZUNTERSTUETZUNGSSYSTEME (LVAD)
37
3.2.4.1 THORATEC HEARTMATE II 37
3.2.4.2 JARVIK 2000 38
3.2.4.3 HEARTWARE-SYSTEM 40
3.2.4.4 CIRCULITE-SYSTEM 40
3.2.5 TOTAL ARTIFICIAL HEART (TAH) 42
3.2.5.1 SYNCARDIA CARDIOWEST 42
3.3 PROBLEME UND LIMITATIONEN BEI DER MECHANISCHEN HERZUNTERSTUETZUNG 45
3.3.1 ANTIKOAGULATION 45
3.3.1.1 ANTIKOAGULATIONSREGIME FUER DAS HEARTMATE II 46
3.3.1.2 ANTIKOAGULATIONSREGIME FUER THORATEC-PVAD, BERLIN HEART UND
CARDIOWEST 46
3.3.1.3 ANTIKOAGULATIONSREGIME FUER KURZZEITSYSTEME OHNE OXYGENATOR 47
3.3.1.4 ANTIKOAGULATIONSREGIME FUER KURZZEITSYSTEME MIT OXYGENATOR
(ECMO/ECLS) 47
5
INHALT
3.3.2 THROMBOEMBOLISCHE KOMPLIKATIONEN 47
3.3.3 CHIRURGISCHE KOMPLIKATIONEN 49
3.3.4 BIOMECHANIK DER AORTENKLAPPE BEI HERZUNTERSTUETZUNGSSYSTEMEN 50
3.3.5 AORTENKLAPPENPATHOPHYSIOLOGIEN 51
3.3.6 TECHNISCHE PROBLEME 53
3.3.7 INFEKTIONEN 54
3.3.8 RECHTSHERZVERSAGEN BEI LVAD-THERAPIE 55
3.4 MOEGLICHKEITEN DER STROEMUNGSANALYSE IM VAD 56
4 MAGNETRESONANZTOMOGRAPHIE 57
4.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 57
4.2 PHASENKONTRAST BILDGEBUNG 58
4.3 PROBLEME UND ARTEFAKTE BEI DER MRT 62
4.4 ZEITAUFGELOESTE (CINE) BILDGEBUNG 63
5 METHODEN 65
5.1 HERSTELLUNG DER MODELLE 65
5.1.1 PVAD-KLAPPENDESIGN-MODELLE 65
5.1.2 AORTENMODELLE 66
5.1.2.1 SEGMENTIERUNG DES AORTENMODELLS 66
5.1.2.2 HERSTELLUNG DES AORTENMODELLS 66
5.1.2.3 AUFBAU UND FUNKTION 70
5.1.2.4 ANSCHLUSSGEOMETRIEN DER AUSFLUSSPROTHESE UND SIMULATION
DER NATIVEN HERZFUNKTION 70
5.2 EXPERIMENTELLER AUFBAU 71
5.2.1 PVAD-KLAPPENDESIGN-MODELLE 71
5.2.2 AORTENMODELLE 73
5.2.3 STEUERUNG UND MONITORING DER MOCK CIRCULATION LOOPS 74
5.2.4 BLUTERSATZFLUESSIGKEIT 76
5.3 MRT-MESSUNGEN 77
5.3.1 SYNCHRONISATION MRT-VAD 77
5.3.2 PVAD - KLAPPENDESIGN-MODELLE 80
5.3.2.1 PVAD - VERSCHIEDENE BETRIEBSBEDINGUNGEN 80
5.3.2.2 PVAD - VERGLEICH NEUES KLAPPENMODELL 84
5.3.3 STROEMUNGSMESSUNGEN IM PVAD-KLAPPENDESIGN-MODELL 84
5.3.4 AORTENMODELLE 86
5.3.5 LVAD-MESSUNGEN BEI VERSCHIEDENEN BETRIEBSBEDINGUNGEN 87
5.3.6 STROEMUNGSMESSUNGEN IN DEN AORTENMODELLEN 88
5.4 DATENANALYSE 91
5.4.1 DATEN-PREPROCESSING 91
5.4.2 PVAD-KLAPPENDESIGN-MODELLE 93
5.4.3 AORTENMODELLE 94
6
INHALT
6 ERGEBNISSE 97
6.1 PVAD-KLAPPENDESIGN-MODELLE 97
6.1.1 VENTRIKELGEOMETRIEN BEI UNTERSCHIEDLICHEN BETRIEBSBEDINGUNGEN 97
6.1.1.1 OPTIMALE EINSTELLUNGEN 97
6.1.1.2 SUBOPTIMALE FUELLUNG 100
6.1.1.3 SUBOPTIMALE LEERUNG 102
6.1.2 STROEMUNGSCHARAKTERISTIKA IM PVAD-KLAPPENDESIGN-MODEL BEI
UNTERSCHIEDLICHEN BETRIEBSBEDINGUNGEN 104
6.1.2.1 OPTIMALE EINSTELLUNGEN 104
6.1.2.2 SUBOPTIMALE FUELLUNG 104
6.1.2.3 SUBOPTIMALE LEERUNG 104
6.1.2.4 NEUES KLAPPENDESIGN 104
6.1.3 STROEMUNGSVERHALTEN UND FLUSSQUANTIFIZIERUNG IM BEREICH DER INFLOW-
UND OUTFLOW-KLAPPEN 109
6.2 AORTENMODELLE 114
6.2.1 STROEMUNGSCHARAKTERISTIKA UND FLUSSQUANTIFIZIERUNG 114
6.2.1.1 LVAD-AUSFLUSSKANUELE AN DER AORTA ASCENDENS 114
6.2.1.2 FLUSSDIFFERENZIERUNG IN DEN AORTENMODELLEN (LVAD-ANSCHLUSS) 117
7 DISKUSSION 123
7.1 PVAD-KLAPPENDESIGN-MODELLE 123
7.1.1 NEUES KLAPPENDESIGN 124
7.2 AORTENMODELLE 124
7.3 LIMITATIONEN 127
7.4 AUSBLICK 128
LITERATURVERZEICHNIS 131
VEROEFFENTLICHUNGEN 149
PAPER 149
VORTRAEGE 153
7
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