Ein drahtloses Verfahren zur Messung der Pulswellengeschwindigkeit in einem Stent mittels passiver Sensorik

Die Implantation von Stents ist eine häufig angewandte Therapie von arteriosklerotischen Gefäßerkrankungen. Jedoch kommt es oft innerhalb einiger Monate nach der Intervention zu einem Wiederverschluss. Auch mit medikamentenfreisetzenden Stents wurde dieses Problem nicht gelöst. Einfache und zuverlässige Diagnosemethoden existieren bisher nicht. Ein Messsystem zur einfachen Detektion solcher Restenosen besitzt ein erhebliches Potenzial, die Situation vieler Patienten zu verbessern.
Diese Arbeit befasst sich mit einem in einen Stent integrierten Sensorsystem zur Bestimmung der Geschwindigkeit der vom Herzen ausgehenden Pulswelle. Diese Pulswellengeschwindigkeit ändert sich mit dem offenen Querschnitt und der Steifigkeit der Gefäßwand und eignet sich als robuste Größe zur Evaluierung des Gefäßzustandes am Ort des Stents.
Da es keine technische Lösung zur hermetischen Kapselung flexibler Implantate gibt, besitzt das erarbeitete System keine aktive Elektronik auf der Implantatseite und bleibt somit biostabil. Die geringe Komplexität des Implantats verspricht zudem eine wirtschaftliche Umsetzbarkeit.

Klappentext

Die Implantation von Stents ist eine häufig angewandte Therapie von arteriosklerotischen Gefäßerkrankungen. Jedoch kommt es oft innerhalb einiger Monate nach der Intervention zu einem Wiederverschluss, einer Restenose. Auch mit medikamentenfreisetzenden Stents wurde dieses Problem nicht gelöst. Einfache und zuverlässige Diagnosemethoden existieren bisher nicht. Ein in den Stent integriertes Messsystem zur Detektion von Restenosen würde die Situation der Patienten erheblich verbessern. Ziel dieser Arbeit war es zu prüfen, ob es ein technisches Konzept für ein in einen Stent integriertes System zur Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) gibt, das diese Aufgabe erfüllen kann. Die PWV wurde als robuste Größe zur Evaluierung des Gefäßzustands identifiziert. Ein technisches Konzept, das auf zwei passiven Resonatoren im Stent basiert, wurde erarbeitet. Diese bestehen aus kapazitiven Drucksensoren an den Stentenden und je einer Spule. Mit einem induktiv gekoppelten Auslesegerät wird die Pulstransitdauer bestimmt. Zur Evaluierung des Konzepts wurden Mindestanforderungen für koronare und periphere Gefäße abgeleitet. Die einzelnen Komponenten wurden konzeptioniert und modelliert und ein Verfahren zur Auslegung wurde entwickelt. Messreihen mit den ausgelegten Systemen wurden simuliert und die Eigenschaften mit den Anforderungen verglichen. Ein Aufbau, der das System im Labor nachbildet, wurde erstellt. Die Simulationen der Messreihen zeigten, dass die ausgelegten Systeme die Anforderungen erfüllen. Ein Vergleich der Messungen am Versuchsstand mit Simulationsergebnissen zeigte eine gute Übereinstimmung. Das erarbeitete technische Konzept für ein implantierbares Messsystem zur Bestimmung der PWV, die Modelle und die Methode zur Auslegung konnten somit validiert werden. Einsetzbarkeit und Marktfähigkeit des Systems hängen von der Klärung offener medizinischer, fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Fragen ab.