Die Wandschubspannung (WSS) ist ein zentraler Risikofaktor für Lokalisation und Entwicklung atherosklerotischer Veränderungen in den Herzkranzgefäßen. Dieser Risikofaktor ist in den Herzkranzgefäßen bis dato nicht direkt messbar, kann aber über Simulationsmodellstudien bewertet werden. Hierfür sind relativ aufwändige Strömungssimulationsstudien in 3-D Rekonstruktionen von Herzkranzgefäßen erforderlich. Entwicklungen der letzten Jahrzehnte in der 3-D Rekonstruktion und der Rechenleistung eröffnen die Perspektive eines Transfers der Beurteilung dieses Risikofaktors in die klinische Medizin (bench- to–bedside). Von besonderem Interesse ist hier der Blick auf ganze Koronarbäume und die Früherkennung und Verlaufsbeurteilung diffuser und früher Veränderungen der Geometrie und der Strömung. Der Autor war an der Entwicklung der 3-D Rekonstruktion am DHZB beteiligt und hat die Methode klinisch validiert und in einer Verlaufsstudie das klinische Potential der 3-D QCA zeigen können. An unterschiedlichen Modellen und stratifizierten Stichproben hat der Autor Kriterien und Verfahren entwickelt, die zur Beurteilung der WSS im Hinblick auf klinische Fragestellungen bzgl. der Früherkennung und Verlaufsbeurteilung diffuser und früher Veränderungen der Geometrie und der Strömung geeignet sind. Durch die rasante Entwicklung der Computertomographie, der Rotationsangiographie und der kardialen Magnetresonanztomographie hat sich die Entwicklung der 3-D Rekonstruktion weitgehend in die F&E; -Abteilungen der Großgerätehersteller und ihrer Softwarelieferanten verlagert. Kommerziell erhältliche Software erlaubt eine effiziente Konstruktion von koronaren 3-D Modellen aus Routinedaten. Entwicklungen auf dem Sektor der nicht invasiven kardialen Bildgebung (Rotationsangiographie, CT und MRT) werden neue Geometriedatenquellen für Flusssimulationsstudien erschließen. Die zunehmende Rechenleistung der Hardware und die Entwicklung auf dem Softwaresektor werden dazu führen, dass Flusssimulationen genau wie virtuelle Endoskopie als professionelle Anwendertools unmittelbar dem Arzt zur Verfügung stehen und den Risikofaktor WSS für die klinische Medizin bereitstellen.
Wall shear stress (WSS) is a crucial risk factor concerning localisation and progression of atherosclerotic inflammation and remodeling in coronary arteries. Direct measurement of this risk factor is not feasible hitherto. It may be assessed computational simulation of fluid dynamics (CFD), however. This approach requires computationally demanding studies in three-dimensional (3-D) reconstructions of coronary arteries. Recent progress in computational power and commercial 3-D reconstruction software promises a transfer of the assessment of this risk factor from bench to bedside. A comprehensive vision of the entire vascular tree and the detection of early disease and diffuse progress are of particular interest. The author was involved in the development of 3-D reconstruction at he DHZB and performed clinical validation of the method. He was able to demonstrate the clinical potential of 3-D QCA The author developed criteria and methods for assessment of features of WSS distribution in different models and stratified samples, which target clinical issues regarding detection and evaluation of progression of early and/or diffuse changes in shape remodeling and blood flow. The rapid development of computed tomography, rotational angiography and cardiac magnetic resonance imaging caused a shift of the development of 3-D reconstruction from university to industry. Currently commercially available software allows efficient construction of 3-D models from routine cardiac image data. Further advances in non-invasive cardiac imaging will provide new sources of data on vascular shape for CFD. Hardware memory and speed will further increase and foster software development. As a result flow simulation and virtual endoscopy will be professional application tools. Thus the assessment of the risk factor wall shear stress will be available in clinical practice in future.
