Patientenspezifische Simulation verbessert das Verständnis von zerebralen Aneurysmen
Das @neurIST-Projekt demonstriert den erfolgreichen Einsatz von ANSYS-Software in der Biomedizin
Southpointe, PA, 2. März 2009
ANSYS, Inc. (NASDAQ: ANSS), ein global tätiges Unternehmen, das seine Kunden mit innovativen Simulationstechnologien unterstützt, bessere Produkte schneller herzustellen, hat als Projektpartner von @neurIST einen weiteren Meilenstein in dem Ziel erreicht, Krankenhausärzten ein besseres Verständnis von zerebralen Aneurysmen zu ermöglichen. Das Projektteam arbeitete eng mit ANSYS zusammen, um leistungsfähige Ingenieurssoftware, die zunehmend auch in der Biomedizin und im Gesundheitswesen genutzt wird, in den Prozess zu integrieren.
Das @neurIST-Projekt hat gezeigt, wie verschiedene Werkzeuge und Verfahren (eine sogenannte “Tool-Chain”) erfolgreich verknüpft werden und zusammenwirken, um komplexe Aufgaben, wie das Modellieren und die Simulation von Aneurysmen zu automatisieren. Im nächsten Schritt wird nun versucht, eine patientenspezifische Behandlung für diese lebensbedrohliche Krankheit zu entwickeln.
Ein Aneurysma ist die Ausweitung einer geschwächten Arterienwand, wodurch ein ständiges Risiko des Aufreißens besteht, das in der Folge zu inneren Blutungen und häufig dem Tod führt. Die letztendlichen Erwartungen an das @neurIST-Projekt bestehen darin, individuelle Voraussagen für das Risiko eines Risses zu treffen. Die Tool-Chain ist dabei entscheidend für eine zuverlässige Vorhersage: Sie kombiniert verschiedene unabhängige Werkzeuge in einer integrierten Umgebung, in der das Resultat des einen Werkzeugs als Ausgangswert für das andere genommen wird. Der daraus entstehende Ablauf verbindet mehrere Stränge mit Patientendaten – u. a. CT-Scans, Röntgenbilder, Angiogramme und andere Routineuntersuchungen – und wandelt sie in dreidimensionale Daten um, die wiederum die Basis für die Simulation mit der ANSYS-Software bilden. Die Resultate können in anderen @neurIST-Softwareprogramme eingelesen werden und ermöglichen es Ärzten und Forschern an Krankenhäusern, Universitäten und bei Medizingeräteherstellern, patientenspezifische Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln. Die derzeitigen operativen Eingriffsmöglichkeiten bringen ein beträchtliches Risiko mit sich.Der innovative Ansatz von @neurIST wird es den Medizinern aber gestatten, die Rissgefahr im Verhältnis zum Operationsrisiko besser abzuwägen. Die Projektpartner sammeln und analysieren zur Zeit klinische Daten, um optimale Vorgehensweisen zu entwickeln und möglicherweise den Ursachen der Ruptur auf den Grund zu gehen.
„Es besteht ein nachweisbarer Bedarf an computergestützter Bildgebung, nicht nur um die Krankheit zu diagnostizieren, sondern auch um mit patientenspezifischen Simulationen alternative Behandlungsmethoden in Betracht zu ziehen“, sagt Jim Cashman, Präsident und CEO von ANSYS, Inc. @neurIST ist ein umfassendes Beispiel dafür. Es verschmilzt diagnostische und aus der Simulation gewonnene Daten in eine kohärente Darstellung des Patientenzustands. ANSYS bildet dabei den Grundbau des Projekts und ist bestrebt, die technische Simulation in diesem und in anderen innovativen und neuartigen Anwendungen weiter auszubauen. Die Firma beliefert schon seit langem die biomedizinische Industrie mit Technologie zur Lösung anspruchsvoller und komplexer Aufgabenstellungen.“
“Das Ziel des @neurIST-Projekts ist eine verbesserte Behandlung von Aneurysmen durch neue Erkenntnisse, individuelle Risikobewertung und Methoden für die Entwicklung von neuen medizinischen Instrumenten und aussagekräftigeren Behandlungsprotokollen. Das jetzt Erreichte bedeutet einen Meilenstein in dem Projekt und ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur individuellen Risikoeinschätzung, was nicht notwendige Behandlungen um 50 % und mehr reduzieren könnte und Kosteneinsparungen von hunderten Millionen €pro Jahr mit sich bringt. Ganz abgesehen von den finanziellen Vorteilen sind die persönlichen – und familiären – Folgen von Aneurysmarupturen schrecklich“, gibt Alejandro Frangi von der Universität Pompeu Fabra in Barcelona, die das @neurIST-Projekt koordiniert, zu bedenken. „Wir haben die Tool-Chain für eine umfängliche Beurteilung Klinikärzten und Chirurgen zur Verfügung gestellt und die Resonanz war ausgesprochen enthusiastisch. Acht von zehn Ärzten sehen das System im baldigen klinischen Einsatz.“
“Unsere Erfahrung mit kollaborativen Projekten wie @neurIST hat demonstriert, das sich durch eine Zusammenführung von Expertise aus verschiedenen Disziplinen viel mehr erreichen lässt, als jeder Bereich alleine hätte leisten können. Der modulare Ansatz erlaubt den schnellen Verbund der unterschiedlichen Werkzeuge und Verfahren mit der Software von ANSYS. Dadurch lassen sich die Ergebnisse schnell beurteilen und Handlungsempfehlungen für die Behandlung zerebraler Aneurysmen geben“, sagt Ian Jones, technischer Leiter bei ANSYS UK.
Diese Ergebnisse werden von anderen Werkzeugen genutzt, von denen einige auf der ANSYS-Software basieren: das @neuENDO-Programmpaket kann beispielsweise den Entwurf von medizinischen Geräten, wie Stents oder Spiralen, optimieren und individuell anpassen. @neuENDO ermöglicht es dem Entwickler die Auswirkungen der Fluiddynamik und von Strukturbelastungen innerhalb der Arterien zu beurteilen und den Nutzen von alternativen Stents einzuschätzen, indem die Fähigkeit von ANSYS zur Simulation von Fluid-Struktur-Wechselwirkung genutzt wird“, fügt Derek Sweeney hinzu, Geschäftsführer bei IDAC Ireland, einem ANSYS Partner, der verantwortlich für die Auslieferung des @neuENDO-Moduls ist.
Bilder unter http://www.ansys.com/newsimages.
Über @neurIST
Das @neurIST-Projekt, mit dem vollen Namen Integrated Biomedical Informatics for the Management of Cerebral Aneurysms, ist Teil des 6. Forschungsrahmenprogramms der Europäischen Kommission und hat das Ziel, unterschiedliche Datenquellen zu zerebralen Aneurysmen zusammenzuführen. Von den sieben Projektpaketen sind zwei zur Entwicklung von vier integrierten Softwaresystemen vorgesehen, die in klinischen und industriellen Bereichen eingesetzt werden sollen, zwei sollen eine sichere IT-Infrastruktur gewährleisten und eines soll detaillierte klinische Daten sammeln. Weitere Pakete befassen sich mit Management, Verteilung und Verwertung der Informationen und komplettieren die Projektstruktur, die auch auf andere Krankheiten übertragen werden sollen. Die zentrale Strategie von @neurIST ist die Entwicklung einer vertikalen Integration über Datenstrukturen und über Längenmaßstäbe, aber horizontale Integration auf jeder Abstraktionsebene, vom Zugang zu Datenquellen über komplexe Informationsverarbeitung bis hin zur Strukturierung und Verschmelzung von Informationskanälen. All dies wird einer umfangreichen Kollaboration zwischen verschiedenen Disziplinen zugute kommen. Weitere Informationen unter www.aneurist.org.
Über IDAC
IDAC, ein Partner von ANSYS, ist eine CAE-Dienstleistungsfirma mit Sitz in Irland. Das Unternehmen unterstützt Forschungseinrichtungen bei der Simulation von Entwürfen um bessere Produkte in kürzerer Zeit zu entwickeln. Weitere Informationen unter www.idacireland.com.
Über ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc., im Jahr 1970 gegründet, entwickelt und vertreibt weltweit Simulationssoftware für Ingenieuranwendungen und Technologien, die Ingenieure und Konstrukteure aus allen Industriebereichen einsetzen. Das Unternehmen konzentriert sich auf die Entwicklung von offenen und flexiblen Lösungen, die es den Anwendern erlauben, Entwürfe direkt am Bildschirm zu untersuchen, und stellt eine einheitliche Plattform für schnelle, effiziente und kostengünstige Produktentwicklung, vom ersten Konzept bis hin zur Validierung zur Verfügung. Zusammen mit seinen Vertriebspartnern weltweit betreut das Unternehmen seine Kunden in Fragen von Softwarelizenzen, Support und Training. Mit der Zentrale in Canonsburg, Pennsylvania, U.S.A. und mehr als 60 strategischen Vertriebsstützpunkten beschäftigt ANSYS, Inc. ca. 1700 Mitarbeiter. ANSYS Produkte werden über ein Netz von Vertriebsstellen in über 40 Ländern vertrieben. Weitere Informationen unter www.ansys.com.
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