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Arbeitsgruppe Angiologie

Leitung: Prof. Dr. med. Martin Sigl

Periphere arterielle Verschlusskrankheit (pAVK).

Wissenschaftlicher Schwerpunkt der Arbeitsgruppe Angiologie ist die Charakterisierung und Behandlung der pAVK. Die Durchblutungsstörung der unteren Extremitäten ist neben einer eingeschränkten Lebensqualität mit einem Amputationsrisiko und einer erhöhten Sterblichkeit verbunden. Weltweit leiden mehr als 200 Millionen Menschen an einer pAVK, Tendenz steigend. Die Ursache ist meist eine Atherosklerose mit der Folge von Gefäßverengungen und –Verschlüssen.

Diagnostik der pAVK

Figure 1:
4D - flow magnetic resonance imaging:
Laminar flow pattern of a focally stented superficial femoral artery

Unsere Forschungsgruppe analysiert die hämodynamischen und biomechanischen Eigenschaften erkrankter Arterien. Unter Verwendung eines multimodalen Ansatzes moderner Untersuchungsmethoden machen wir die funktionellen Eigenschaften und hämodynamischen Kräfte sichtbar und messbar.

Zum Einsatz kommt die kontastmittelfreie 4D-Fluss-Magnetresonanztomographie (4D–flow MRI). Die interdisziplinäre und -professionelle Zusammenarbeit mit der Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin und des Instituts für Computerassistierte Klinische Medizin ermöglicht bei unseren Patienten die Analyse z.B. der mechanisch stark beanspruchten Femoropopliteal-Arterie in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung jenseits etablierter Methoden.

Figure 2. High-frame rate ultrasound: Vector Flow imaging of popliteal hemodynamics.

Zusätzlich kommen innovative Ultraschallmethoden mit hoher Bildfrequenzrate (High–frame rate ultrasound) zum Einsatz. Ein besseres Verständnis der dynamischen Umgebung (Vector Flow, wall shear stress) von z. B. Stent-versorgten Arterien ist für die Optimierung der Behandlungsstrategien wichtig.

Therapie der pAVK

Figure 3. Digital subtraction angio-graphy during leg flexion: Femoropopliteal artery deformations are some of the most severe in the body.

Die minimal-invasive Katheter-Intervention ist die bevorzugte Behandlungsmethode der pAVK. Wir untersuchen die Methode der fokalen Stentimplantationen mit neuartigen Stentsystemen, die die unabhängige Freisetzung mehrerer kurzer Nitinolstents ermöglichen. Unser Fokus liegt dabei auf der am häufigsten behandelten und biomechanisch herausfordernden Femoropopliteal-Arterie.

Unsere Arbeitsgruppe ist federführend im Aufbau und der wissenschaftlichen Auswertung internationaler Register zur Analyse der Wirksamkeit und Sicherheit neuer Devices eingebunden. Ziel dieser Bemühungen ist die Optimierung von Behandlungsstrategien, eine Reduktion von Rezidiv-Eingriffen und die verbesserte Lebensqualität unserer Patienten.

Hauptschlagader (Aorta)

Zu den Erkrankungen der Aorta zählen häufige degenerative Veränderungen und seltenere entzündliche Veränderungen.

Degenerative Aortenerkrankungen

Figure 4. Contrast-enhanced computed tomography: Infrarenal abdominal aortic aneurysm with mural thrombus.

Die weitaus häufigste Erkrankung der Aorta ist die Aortosklerose, die sowohl zu Stenosen führen kann, aber auch für die Entstehung aneurysmatischer Veränderungen prädisponiert. Wir beschäftigen uns wissenschaftlich mit zahlreichen Aspekten dieser degenerativen Aortenerkrankungen vom Risiko-adjustierten Ultraschall-Screening (u.a. Bauchaortenaneurysma) über assoziierte Komorbiditäten (u. a. Bronchialkarzinom) im interdisziplinären Kontext bis hin zu qualitätsorientierten Studien zur Verbesserung der Patientenversorgung (u. a. präoperative Herz-Bildgebung).

Entzündliche Aortenerkrankungen

Figure 5. Ultrasound of the aorta: Abdominal aorta with concentric wall thickening ("halo" sign).

Der Begriff "Aortitis" umfasst ein heterogenes Spektrum von entzündlichen Aorten-Erkrankungen mit unterschiedlicher Ätiologie und klinischer Präsentation. Unsere Arbeitsgruppe befasst sich mit der Diagnose und Behandlung der Aortitiden, um ein besseres klinisches Management dieser Entitäten zu fördern.

Gefäßsteifigkeit

Figure 6. Model-based pulse wave analysis: The pulse waves in different locations differ significantly (e.g. green: aorta; red: brachial).

Der Aorta und großen Arterien kommen als Risikomarker in der Prävention eine wichtige Rolle zu. Die arterielle Gefäßsteifigkeit ist eine der am frühesten nachweisbaren Manifestationen ungünstiger struktureller oder funktioneller Veränderungen innerhalb der Gefäßwand. Die Steifigkeit wird zunehmend als Surrogat-Endpunkt für kardiovaskuläre Erkrankungen verwendet. Verschiedene nicht-invasive Verfahren werden derzeit eingesetzt, um die aortale Steifigkeit zu messen. Dazu gehören die Pulswellengeschwindigkeit und der Augmentationsindex.

Im Rahmen des Projekts „Entwicklung eines Befundunterstützungssystems für Herz-Kreislauferkrankungen mittels modellbasierter Pulswellenanalyse und Machine Learning (modelPWA)“ soll durch die Unterstützung von Medizininformatikern (Firma inmediQ) mithilfe eines Machine Learning Algorithmus ein Befundunterstützungssystem entwickelt werden, das quantifizierte Hinweise auf spezifische Herz-Kreislauf-Erkrankungen gibt. Um ein solches Befundunterstützungssystem zu entwickeln, muss dieses zunächst anhand vordefinierter Krankheitsbilder „trainiert“ werden und mit einer gesunden Kontrollgruppe verglichen werden. Es handelt sich hierbei um klinisch-orientierte, patientenzentrierte Forschung, deren Ergebnisse unmittelbar in die Behandlung einfließen.