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Auswirkungen von Substratänderungen und komplexer Erregungsmuster auf intrakardiale Potentiale

Auswirkungen von Substratänderungen und komplexer Erregungsmuster auf intrakardiale Potentiale
Typ:Masterarbeit
Betreuer:

M.Sc. Markus Rottmann

Bearbeiter:

Constantin Kohl

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Motivation
Die häufigste Herzrhythmusstörung ist Vorhofflimmern (VHF). Etwa 1% der Bevölkerung in Deutschland leidet an VHF. VHF-Patienten haben ein ca. fünffach erhöhtes Schlaganfallrisiko. Die erfolgreichste Behandlungsmethode bei VHF ist die Katheterablation, bei der gezielt Narben im Herzgewebe gesetzt werden. Mit den gesetzten Narben kann die Weiterleitung der Rhythmusstörung unterbrochen werden. In Kliniken verwenden Elektrophysiologen 3D-Navigationssysteme zur Darstellung der elektrischen Erregungsabläufe um den Ursprung und Verlauf der Erregungsausbreitung zu bestimmen. Die dafür benötigten intrakardialen Elektrogramme werden mit Mapping- Katheter erfasst. Der Volumenanteil von Fibrose vor und nach einer Katheterablation beeinflusst wesentlich ein weiteres Auftreten von Vorhofflimmern.

PIC SDA 2014-07-22 Kohl

Aufgabenstellung
Das Ziel des Projektes ist die Analyse intrakardialer Signalcharakteristiken bei Substratänderungen, wie fibrotischem Gewebe und der Vergleich von Algorithmen zur Detektion von fibrotischen Gebieten. Fibrotische Areale verschiedener Arten und Volumenanteile sollen modelliert und deren Auswirkungen auf intrakardiale Potentiale bei verschiedenen Erregungsausbreitungen in dreidimensionalen Herzmodellen mit unterschiedlichen Faserorientierungen und Oberflächenformen analysiert werden. Es werden hierzu elektromagnetische Feldberechnungen simuliert. Die zu untersuchenden Erregungsausbreitungen sind u.a. Rotoren, planaren elektromagnetische Wellen, ektope Foci und endo-epikardiale Durchbruchstellen. Dafür soll eine neue diskontinuierliche Finite-Elemente Methode für Bidomain Gleichungen in ein Computerprogramm implementiert werden, welche hochaufgelöste Strukturen ohne Erhöhung der räumlichen Auflösung ermöglicht und damit die Effizienz der Rechenleistung wesentlich steigert. Des Weiteren sollen verschiedene Algorithmen zur Detektion von fibrotischem Gewebe verglichen, sowie der Einfluss von Störgrößen und unterschiedlicher Kathetergeometrien untersucht werden.