Modellbasierte Operationsplanung und Uberwachung hypothermer Patienten

Abkürzungen und Symbole......Page 17
Einleitung......Page 21
Stand der Technik......Page 23
Stand der Forschung......Page 24
Zielsetzung......Page 26
Gliederung der Arbeit......Page 27
Herz- und Gefäßerkrankungen......Page 29
Ablauf der extrakorporalen Zirkulation......Page 32
Komponenten der Herz-Lungen-Maschine......Page 33
Säure-Basen-Management......Page 35
Gehirnperfusion in tiefer Hypothermie......Page 36
Patientenmonitoring......Page 38
Auswirkungen der extrakorporalen Zirkulation......Page 39
Therapeutische Hypothermie......Page 41
Modellierung der Hämodynamik......Page 43
Aufbau des Gefäßsystems......Page 44
Anatomie der großen Gefäße......Page 47
Der Circulus Willisii......Page 49
Kreislaufregulation......Page 52
Rheologische Eigenschaften des Blutes......Page 55
Stenosen......Page 56
Transmission-Line-Modelle......Page 58
Herleitung des eindimensionalen Strömungsmodells......Page 59
Diskretisierung der Übertragungsleitung......Page 63
Das Avolio-Modell......Page 68
Modellierung der Widerstandsgefäße......Page 70
Möglichkeiten der patientenspezifischen Adaption......Page 76
Dreidimensionales Modell einer Bifurkation......Page 78
Ausbildung der Strömung......Page 80
Diskussion......Page 81
Vollständiger Circulus Willisii......Page 83
Unvollständiger Circulus Willisii......Page 88
Parametrisierung der Terminalwiderstände......Page 89
Modellvariante für die antegrade Gehirnperfusion......Page 92
Modellierung der Venen......Page 93
Transmission-Line-Ansatz für das venöse System......Page 94
Kopplung von Arterien- und Venenmodell......Page 96
Topologie und Parametrisierung des Venensystems......Page 98
Simulationsergebnisse......Page 100
Regulationsmechanismen......Page 102
Regelung des arteriellen Blutdrucks......Page 103
Autoregulation......Page 104
Stenosenmodell......Page 108
Vergleich mit einem dreidimensionalen Strömungsmodell......Page 111
Perfusion über die Aorta......Page 112
Perfusion über die Arteria subclavia......Page 115
Modellierung des thermischen Systems......Page 119
Wärmehaushalt......Page 120
Thermoregulationsmechanismen......Page 121
Thermoregulation bei extrakorporaler Zirkulation......Page 122
Erster Hauptsatz der Thermodynamik......Page 123
Mechanismen der Wärmeübertragung......Page 124
Modellierung dünner Schichten......Page 126
Simulation der Wärmediffusionsgleichung......Page 128
Elliptische Zylinderkoordinaten......Page 129
Finite-Volumen-Verfahren......Page 130
Aufbau der Zylinder......Page 133
Segmentierung des Gewebes......Page 137
Schnittstelle zwischen Hämodynamik- und Temperaturmodell......Page 140
Zentrale Gefäße......Page 141
Gewebe......Page 145
Haut......Page 148
Wärmeverluste an die Umgebung......Page 149
Regulation der Hautdurchblutung......Page 154
Steuersignale......Page 155
Einfluss der Anästhesie......Page 156
Berechnung der Perfusionsrate......Page 157
Schätzung der Anfangstemperatur......Page 158
Operationen in milder Hypothermie......Page 160
Operationen in tiefer Hypothermie......Page 163
Integration in eine Echtzeitumgebung......Page 169
Benutzeroberfläche......Page 172
Zusammenfassung und Ausblick......Page 175
Beweise zur Diskretisierung der Übertragungsleitung......Page 179
Avolio-Modell......Page 182
Modell des vollständigen Circulus Willisii......Page 185
Modell für die antegrade Gehirnperfusion......Page 187
Differenzialoperatoren......Page 189
Volumen- und Flussintegrale......Page 191
Parametrisierung des Temperaturmodells......Page 193
Literaturverzeichnis......Page 197
Eigene Veröffentlichungen......Page 203
Betreute Diplom- und Studienarbeiten......Page 204