SOFINA -Simulationsgestützte Optimierung von Flow-Divertern zur Behandlung intrakranieller Aneurysmen

Ziel des Projekts ist die Erforschung von Möglichkeiten zur Optimierung der fluiddynamischen Behandlung intrakranieller Aneurysmen, um die Okklusionszeit zu verkürzen, den Bedarf an Nachbehandlungen zu reduzieren sowie die Gefahr von Rupturen zu eliminieren. Dazu sollen zum einen neuartige, neurovaskuläre Implantate mit verbesserten flussmodellierenden Eigenschaften erarbeitet werden (Zielwerte: lokal reduzierte Porosität, optimierte Anpassungsfähigkeit an die Anatomie). Mögliche individualisierte Lösungsansätze sind die Weiterentwicklung geflochtener Strukturen oder die Verwendung neuartiger Polymervliese auf der Trägerstruktur. Zum anderen werden “intelligente” Software-Tools entwickelt, die auf Basis einer virtuellen Katheterführung durch komplexe 3D-Gefäßmodelle von Patient*innen eine verbesserte Planung und Implantation ermöglichen. Dabei werden Verformungszustände sowohl des Katheters als auch des gecrimpten Implantats auf seinem Weg zum Gehirnaneurysma simuliert. Zur Abschätzung der Wirksamkeit (intra-aneurysmale Thrombosierung) des Implantats wird in Ergänzung dazu eine Blutflusssimulation durchgeführt. Anhand der Ergebnisse sollen den Interventionalist*innen vorab und während der Behandlung Hinweise zur Handhabung des Implantats bereitgestellt werden. Eine solche Software ermöglicht eine gezielte Optimierung der Implantateigenschaften, um bspw. lokalisationsabhängige Geschwindigkeits- und Wirbelstärkenabsenkungen, um bis zu 50 % gegenüber dem unbehandelten Zustand zu erzielen.

26591_ SOFINA -Simulation-based optimization of flow diverters for the treatment of intracranial aneurysms

The aim of the project is to research ways of optimizing the fluid dynamic treatment of intracranial aneurysms in order to shorten the occlusion time, reduce the need for follow-up treatment and eliminate the risk of ruptures. To this end, novel neurovascular implants with improved flow-modelling properties are to be developed (target values: locally reduced porosity, optimized adaptability to the anatomy). Possible individualized solutions include the further development of braided structures or the use of novel polymer nonwovens on the support structure. On the other hand, "intelligent" software tools are being developed that enable improved planning and implantation based on virtual catheter guidance through complex 3D vessel models of patients. Deformation states of both the catheter and the crimped implant are simulated on their way to the brain aneurysm. In addition, a blood flow simulation is carried out to assess the effectiveness (intra-aneurysmal thrombosis) of the implant. The results will be used to provide interventionalists with information on handling the implant before and during treatment. Such software enables targeted optimization of the implant properties, for example to achieve localization-dependent reductions in velocity and vertebral strength of up to 50 % compared to the untreated state.