Hydrodynamic Modelling and Simulation of the Human Arterial Blood Flow

Modellbildung und Simulation im medizinischen Bereich werden durch die außerordentliche Komplexität vieler Vorgänge einerseits und durch die Schwierigkeit der Messdatengewinnung andererseits sehr erschwert. Oftmals werden daher vereinfachte Ersatzmodelle herangezogen. um globale Zusammenhänge nachzubilden, oder es können im Falle von detaillierten Modellen nur lokale Untersuchungen durchgeführt werden.
In dieser Arbeit wird ein Modell der Hydrodynamik des arteriellen Blutflusses im menschlichen Gefäßsystem vorgestellt, das trotz einer mikroskopischen Beschreibung der Vorgänge auch makroskopische Untersuchungen erlaubt. Die physikalischen Vorgänge im Arteriensystem werden durch Pulskurven, Fließgeschwindigkeiten und Querschnittsänderungen der Gefäße auf lokaler Ebene beschrieben. Diese lokale Beschreibung wird vernetzt, um schließlich ein Modell zu erhalten, das die Simulation komplexer Gefäßsysteme im Bezug auf Wellenausbreitung und Wellenreflexion ermöglicht, die ja eine wesentliche Rolle in der Ausformung des arteriellen Druckverlaufes spielen. Somit können mit diesem Modell die Auswirkungen verschiedener Herzkreislauferkrankungen und entsprechender Therapiemaßnahmen untersucht werden.