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STIMULATE research group Medical Flows publishes high-profile study on risk assessment of cerebral aneurysms
The Research Campus STIMULATE achieved a significant scientific success with the publication of the study ‘Resolving high frequency fluctuations in cerebral aneurysm haemodynamics: the critical role of high-fidelity simulations and heart rate effects’ in the international journal Computer Methods and Programs in Biomedicine (Impact Factor 4.8). The work was carried out by the STIMULATE Medical Flows research group under lead author Dr Jana Korte and in close international collaboration with partners from Cairo University, Pennsylvania State University and the University of Magdeburg.
In the study, the researchers examined blood flow in a patient-specific cerebral aneurysm at different heart rates. Using high-resolution direct numerical simulations (DNS), they were able to show that even at low flow rates, high-frequency fluctuations can occur that are associated with an increased risk of rupture. These critical flow phenomena were not reliably captured in low-resolution simulations, although these initially yielded comparable results in terms of mean values. The results further illustrated that at elevated heart rates, complex vortex structures and high-frequency velocity changes can occur that are only visible through high-precision simulations.
These findings are highly relevant for the healthcare system: they enable a more accurate individual risk assessment of aneurysms, support more informed clinical decisions and contribute to the more targeted use of minimally invasive procedures. In the long term, this can increase patient safety, avoid unnecessary treatments and make more efficient use of healthcare resources.
The publication can be viewed here.
STIMULATE-Forschungsgruppe Medical Flows veröffentlicht hochrangige Studie zur Risikobewertung zerebraler Aneurysmen
Der Forschungscampus STIMULATE erzielte einen bedeutenden wissenschaftlichen Erfolg mit der Veröffentlichung der Studie „Resolving high frequency fluctuations in cerebral aneurysm hemodynamics: the critical role of high-fidelity simulations and heart rate effects“ im internationalen Fachjournal Computer Methods and Programs in Biomedicine (Impact Factor 4.8). Die Arbeit entstand in der STIMULATE-Forschungsgruppe Medical Flows unter der Erstautorin Dr. Jana Korte und in enger internationaler Zusammenarbeit mit Partnern der Universität Kairo, der Pennsylvania State Universität sowie der Universität Magdeburg.
In der Studie untersuchten die Forschenden die Blutströmung in einem patientenspezifischen zerebralen Aneurysma unter verschiedenen Herzfrequenzen. Mithilfe hochaufgelöster direkter numerischer Simulationen (DNS) konnte gezeigt werden, dass selbst bei niedrigen Flussraten hochfrequente Fluktuationen auftreten können, die mit einem erhöhten Rupturrisiko in Verbindung stehen. Diese kritischen Strömungsphänomene wurden bei gering aufgelösten Simulationen nicht zuverlässig erfasst, obwohl diese in Mittelwerten zunächst vergleichbare Ergebnisse lieferten. Die Ergebnisse verdeutlichten weiterhin, dass bei erhöhten Herzfrequenzen komplexe Wirbelstrukturen und hochfrequente Geschwindigkeitsänderungen auftreten können, die nur durch hochpräzise Simulationen sichtbar werden.
Für das Gesundheitssystem sind diese Erkenntnisse von hoher Relevanz: Sie ermöglichen eine genauere individuelle Risikobewertung von Aneurysmen, unterstützen fundiertere klinische Entscheidungen und tragen dazu bei, minimal-invasive Eingriffe gezielter einzusetzen. Langfristig kann dies die Patientensicherheit erhöhen, unnötige Behandlungen vermeiden und Ressourcen im Gesundheitswesen effizienter nutzen.
Die Publikation kann hier eingesehen werden.