Entwicklung eines durchströmten, MRT tauglichen und modularen Herzmodells zur Messung der Erwärmung von Herzschrittmacherelektroden.

Transkript

1 Entwicklung eines durchströmten, MRT tauglichen und modularen Herzmodells zur Messung der Erwärmung von Herzschrittmacherelektroden. Modellentstehung

2 Bearbeitung der MRT Daten in Slicer Der Blutpool und das Gewebe wird in Slicer in jeder Schicht markiert. Dies ist der erste Schritt bei der Erstellung des 3D Modells.

3 Erstes 3D Modell des Herzens Nachdem die verschiedenen Bereiche in allen Schnitten markiert sind können die 3D Modelle erzeugt werden.

4 Bearbeitung des Modells in Blender In dem Programm Blender wird die Polygonzahl reduziert und die Fehler bei der automatischen Erzeugung des Modells behoben.

5 Blutpool und Hülle in Inventor Zur besseren Bearbeitung und Import der Daten werden der Blutpool und die Hülle des Herzens getrennt exportiert.

6 Subtraktion in Inventor In Inventor wird beides subtrahiert und damit ein hohles Herzmodell erschaffen.

7 Weitere Bearbeitung in Inventor Es können noch exakte Anschlüsse für die Schläuche hinzugefügt werden und Eigenschaften wie Masse und Volumen berechnet werden.

8 Schnitt in Inventor Zur Überprüfung der geometrischen Proportionen gibt es verschiedene Möglichkeiten der Schnittdarstellung.

9 Skelett des Beckens Das Herz soll sich für die Versuche in einem gefüllten Plexiglasbecken befinden. Dieses wird ebenfalls konstruiert.

10 Becken mit Herz Somit kann der Versuchsaufbau schon im CAD betrachtet und korrigiert werden.

11 Teilung des Herzmodells Aus Fertigungstechnischen Gründen muss das Herzmodell geteilt werden. Zu sehen ist der Schnittkörper, der beide Hälften teilt.

12 Überprüfung des Modells Vor Auftragsvergabe wird das Modell und die Passung der beiden Hälften noch einmal überprüft.

13 Die beiden Herzhälften und ein Schnitt durch das Modell

14 Der fertige Versuchsaufbau Der fertige Versuchsaufbau kann betrachtet werden

15 Herstellung der Plexiglasbox Mit einer CNC Fräse werden die Platten nach CAD Vorgabe bearbeitet.

16 3D Druck des Herzmodells Das fertige Herzmodell nach Lieferung durch die Herstellerfirma

17 Der Versuchsaufbau

18 Vorangegangene Arbeiten Bei bisherigen Versuchen zur Erwärmung von Herzschrittmacherelektroden wurden die Elektroden in gelgefüllte rechteckige oder torsoförmige Boxen gebettet. Ein durchströmtes Herzmodell war dabei nicht vorhanden. Eine andere bisher praktizierte Möglichkeit ist die in vivo Messung im Tiermodell.

19 Complexity of MRI induced heating on metallic leads Im Paper Complexity of MRI induced heating on metallic leads: Experimental measurements of 374 configurations, E. Mattei et al., BioMedical Engineering OnLine, 2007 wurde die Erwärmung von Herzschrittmacherelektroden in verschiedenen Konfigurationen untersucht (1.5 T MRT). Die Elektroden wurden in verschiedenen Anordnungen und in unterschiedlichen gelgefüllten Gefäßen platziert. Dabei zeigte sich dass sich die Erwärmung sich bei unterschiedlichen Konfigurationen sehr unterschied.

20 In vivo heating of pacemaker leads during magnetic resonance imaging Im Artikel In vivo heating of pacemaker leads during magnetic resonance imaging, European Heart Journal (2005) 26, , Roger Luechinger et al. wird die Erwärmung von Schraubelektroden im Tiermodell (Schwein, 1.5 T MRT) getestet. Die Elektroden erwärmen sich um bis zu 40, in der Histologie wurden jedoch keine sicher dadurch bedingten Schäden festgestellt. Die in vivo Ergebnisse waren mit in vitro Messungen vergleichbar. Kühlende Effekte durch den Blutfluss können jedoch nicht ausgeschlossen werden, da die Erwärmung an verschiedenen Positionen im Herz unterschiedlich war. Ein Nachteil des Tiermodells ist die zum Menschen unterschiedliche Position der Herzschrittmacherelektroden und des Herzschrittmachers.

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