Überprüfung des dynamischen Verhaltens von Herzunterstützungssytemen

Herausforderung

Bei einer Herzinsuffizienz im Spätstadium stehen Herzunterstützungssysteme (Ventricular Assist Devices, VAD) zur Verfügung. Diese werden meist zur Überbrückung bis zur Herztransplantation eingepflanzt.

Bedingungen

• Ein VAD ist eine mechanische Pumpe, welche die Leistung der linken oder rechten Herzkammer oder beider Herzkammern übernimmt.
• Meistens kommt ein Left Ventricular Assist Device (LVAD) zum Einsatz, das die linke Herzkammer unterstützt.
• Das Gerät wird in die Herzspitze implantiert. Es saugt das sauerstoffreiche Blut, das das Herz nicht mehr in den Körper pumpen kann, aus der linken Herzkammer und pumpt es dann über einen künstlichen Gang, Graft genannt, in die Hauptschlagader.
• Das Steuergerät und die Batterie befinden sich ausserhalb des Körpers – die Herzpumpe ist durch ein Verbindungskabel mit ihnen verbunden.

Ziel

Entwicklung verlässlicher, auf den Patienten angepasster VAD-Systeme

Aufgabe

Simulation eines VAD-Systems zur Untersuchung des dynamischen Verhaltens in Abhängigkeit der Ansteuer- und Geometrieparameter bei vorgegebenen Maximaldrücken

Lösung

• Programmierung eines hydraulisch-pneumatischen Ventrikelmodells
• Aufbau von Simulationsmodellen für die pneumatische Ansteuerung und das hydraulische Körperersatzsystem
• Verifikation der Teilmodelle und Kombination zu einem Gesamtsimulationsmodell
• Simulation des VAD-Systems mit unterschiedlichen Ansteuerparametern