Ziel dieses Teilprojektes ist die computergestützte Planung der klappenerhaltenden Rekonstruktion der Aortenwurzel. Die Planung soll die Auswahl einer geeigneten Prothese auf Basis der patientenindividuellen Geometrie ermöglichen, um nach dem Eingriff eine statisch und dynamisch optimale Klappenfunktion zu erreichen.

Eine Behandlungsoption bei einer Insuffizienz der Aortenklappe ist die Rekonstruktion der Aortenwurzel bei Erhalt der eigenen Klappe. Die Wurzel der Aorta oberhalb der Klappe wird dabei mittels einer Prothese neu modelliert. Bislang wird diese Prothese basierend auf der Erfahrung des Operateurs während der Operation patientenspezifisch angepasst. Durch den Eingriff kann potentiell ein guter Behandlungserfolg erzielt werden. Die Operationstechnik ist allerdings aufwendig und erfordert einige Erfahrung des Chirurgen, weil sich der Erfolg in situ am stillgelegten, nicht durchbluteten Herzen nicht hinreichend testen lässt.

Projektziel ist es, die Grundlagen für ein System zur systematischen präoperativen Planung zu erarbeiten. Dazu soll die Ausgangsgeometrie im statischen Belastungszustand sowie die dynamische Bewegung der Aortenwurzel und -klappe mittels verschiedener Bildgebungsverfahren bestimmt werden. Für verschiedene Operationsszenarien soll die statische und dynamische Veränderung modelliert und simuliert werden. Die Entwicklung des Systems erfolgt an Aortenwurzeln von Hausschweinen (ex vivo), da diese der menschlichen Anatomie hinreichend ähnlich sind. Für den Aufbau eines Geometriemodells werden Volumendaten aus hochaufgelöster Computertomographie (CT), 3D Echokardiographie und Mikro-CT eingesetzt. Die Parametrisierung und Validierung der mechanischen Simulation erfolgt für den statischen Belastungszustand mit Hilfe von Echokardiographie. Maßgebliche Modalität bei der Entwicklung eines fluiddynamischen Simulationsmodells ist die funktionelle kardiale Phasenkontrast-Magnetresonanztomographie.