Planare PTV Messungen in Phantommodellen zerebraler Aneurysmen

Abstract

Die Ursachen der Ruptur zerebraler Aneurysmen (Ballonartige Erweiterungen von Blutgefäßen) sind noch immer weitgehend ungeklärt. Die Hämodynamik scheint dabei jedoch ein wichtiger Aspekt zu sein, der zunehmend in den Fokus des Interesses wissenschaftlicher Untersuchungen gerät, zumal gerade aus therapeutischer Sicht auf diesem Weg versucht wird, positiv auf das System einzuwirken. Dabei werden beispielsweise so genannte Flowdiverter implantiert, die den Blutfluss in das Aneurysma reduzieren, zu einer Thrombosierung des Lumens führen und letztlich das Gefahrenpotential des Aneurysmas für den Patienten selbst reduzieren sollen. In der vorliegenden Arbeit werden instationäre Particle Tracking Velocimetry (PTV) Messungen in mehreren Ebenen eines inversen Silikonmodels eines maßstabsgetreuen Aneurysmas vorgestellt (siehe Abb. 1 links). Dabei wurde ein Dauerstrich Ar+-Laser zu einem Lichtschnitt aufgeweitet, der zur Anregung fluoreszierender Mikropartikel genutzt wurde. Eine Hochgeschwindigkeitskamera diente zur Aufnahme des emittierten Tracerlichts und ermöglichte instantanes Verfolgen der Bahnlinien in den Quasi-Ebenen (Tracking). Das verwendete Modellfluid wurde empirisch auf bestmögliche Brechungsindexübereinstimmung mit dem Silikonmaterial und Ähnlichkeit mit strömungsmechanischen Eigenschaften von menschlichem Blut angepasst und mittels einer gesteuerten Peristaltikpumpe entsprechend eines typischen Zyklus‘ des Herzens durch den Modellkreislauf gepumpt. Als Ergebnisse werden die planaren Strömungsstrukturen im Aneurysma mit und ohne Implantation eines Flowdiverters durch Visualisierung der Trajektorien aufgezeigt.