Hybride Modellierung intrakranieller Pulswellen unter Berücksichtigung der kardiovaskulären Kopplung

Abstract

Zusammenfassung Intrakranielle P-Wellen werden durch das pulsatil einströmende Blutvolumen in das Gehirn verursacht. Die Morphologie der P-Welle unterscheidet sich allerdings von der Pulswelle in der Aorta durch das Auftreten von Oberwellen. Die charakteristische Form der Pulswelle wird heutzutage für die Hydrozephalus-Diagnostik verwendet, da diese je nach pathologischem Zustand und Schwere der Erkrankung in charakteristischer Weise variiert. Ein genaues Modell könnte dabei in Zukunft in der Diagnose von Normaldruckhydrozephalus eingesetzt werden. Allerdings ist die genaue Übertragungscharakteristik und Beeinflussung der P-Welle durch den Zustand des intrakraniellen Raumes bis heute unbekannt. In diesem Beitrag wird daher ein neues Modell verteilter Parameter für das vaskuläre System abgeleitet und mit einem Modell konzentrierter Parameter des intrakraniellen Raumes gekoppelt. Hierdurch wird erstmalig die Generierung intrakranieller P-Wellen auf Basis aortaler Druckpulse möglich. Zudem werden über Parametervariationen des Modells verschiedene P-Wellenklassen, zugehörig zu verschiedenen pathologischen Hydrozephaluszuständen, nachgestellt. Das vorgeschlagene Modell ist dabei in der Lage, einen Großteil der pathologischen P-Wellen-Klassen von klinischen Referenzdaten nachzustellen. Die Beeinflussung der P-Welle durch den Zustand des intrakraniellen Raumes wird durch die Linearisierung der Modelldynamik und Überführung in die Übertragungsfunktion verdeutlicht.