Forschung
Die Klinik für Gefäßchirurgie verfügt über mehrere Forschungsschwerpunkte, die im experimentellen Forschungslabor bearbeitet werden.
Berking, B. B.; Karagrigoriou, D.; Galimberti, D. R.; Zhang, B. H. E.; Wilson, D. A.; Neumann, K. Water-Soluble Sulfur-Ylide-Functionalized Polyacrylamides for Antibacterial Surface Applications. Langmuir 2025. DOI: 10.1021/acs.langmuir.4c05134.
Berking, B. B.; Mallen-Huertas, L.; Rijpkema, S. J.; Wilson, D. A. Porous Polymersomes as Carriers for Silver Nanoparticles and Nanoclusters: Advantages of Compartmentalization for Antimicrobial Usage. Biomacromolecules 2023, 24 (12), 5905–5914. DOI: 10.1021/acs.biomac.3c00925.
Berking, B. B.; Poulladofonou, G.; Karagrigoriou, D.; Wilson, D. A.; Neumann, K. Zwitterionic Polymeric Sulfur Ylides with Minimal Charge Separation Open a New Generation of Antifouling and Bactericidal Materials. Angewandte Chemie International Edition 2023, 62 (41), e202308971. DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202308971.
Berking, B. B.; Rijpkema, S. J.; Zhang, B. H. E.; Sait, A.; Amatdjais-Groenen, H.; Wilson, D. A. Biofilm Disruption from within: Light-Activated Molecular Drill-Functionalized Polymersomes Bridge the Gap between Membrane Damage and Quorum Sensing-Mediated Cell Death. ACS Biomaterials Science & Engineering 2024, 10 (9), 5881–5891. DOI: 10.1021/acsbiomaterials.4c01177.
Karagrigoriou, D.; Berking, B. B.; Wang, Q.; Sánchez-Cerrillo, D. M.; Galimberti, D. R.; Wilson, D. A.; Neumann, K. Unveiling the Antifouling Potential of Stabilized Poly(phosphorus ylides). ACS Macro Letters 2023, 12 (12), 1608–1613. DOI: 10.1021/acsmacrolett.3c00524.
Fu, Y.; Deng, Y.; Zhang, J.; Chua, S. L.; Khoo, B. L. Biofilms exacerbate atherogenesis through macrophage-induced inflammatory responses in a fibrous plaque microsystem model. Acta Biomaterialia 2023, 168, 333–345. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.06.028.
Karhunen, P. J.; Pessi, T.; Hörkkö, S.; Karhunen, V.; Goebeler, S.; Louhelainen, A. M.; Martiskainen, M.; Haapaniemi, T.; Lappeteläinen, J.; Ijäs, T.; et al. Viridans Streptococcal Biofilm Evades Immune Detection and Contributes to Inflammation and Rupture of Atherosclerotic Plaques. Journal of the American Heart Association 2025, 14 (16), e041521. DOI: doi:10.1161/JAHA.125.041521.
Dorweiler, B.; Grechowa, I.; Wallrath, A.; Vahl, C. F.; Horke, S. Activation of the proapoptotic unfolded protein response in plaques of the human carotid artery. Eur J Vasc Endovasc Surg 2014, 48 (3), 248–257. DOI: 10.1016/j.ejvs.2014.06.038 From NLM.
Dorweiler, B.; Torzewski, M.; Dahm, M.; Ochsenhirt, V.; Lehr, H.-A.; Lackner, K.; Vahl, C. A novel in vitro model for the study of plaque development in atherosclerosis. Thrombosis and haemostasis 2006, 95, 182–189. DOI: 10.1160/TH05-05-0357.
Dorweiler, B.; Vahl, C. Pathogenese der Atherosklerose: Evaluation eines Modelles zur In-vitro-Simulation der Plaqueentstehung. Zeitschrift für Herz-,Thorax- und Gefäßchirurgie 2007, 21. DOI: 10.1007/s00398-007-0596-y.
Grechowa, I.; Horke, S.; Wallrath, A.; Vahl, C. F.; Dorweiler, B. Human neutrophil elastase induces endothelial cell apoptosis by activating the PERK-CHOP branch of the unfolded protein response. Faseb j 2017, 31 (9), 3868–3881. DOI: 10.1096/fj.201700012R From NLM.
Woo, C. W.; Cui, D.; Arellano, J.; Dorweiler, B.; Harding, H.; Fitzgerald, K. A.; Ron, D.; Tabas, I. Adaptive suppression of the ATF4-CHOP branch of the unfolded protein response by toll-like receptor signalling. Nat Cell Biol 2009, 11 (12), 1473–1480. DOI: 10.1038/ncb1996 From NLM.
Yiu, J. H. C.; Chan, K. S.; Cheung, J.; Li, J.; Liu, Y.; Wang, Y.; Fung, W. W. L.; Cai, J.; Cheung, S. W. M.; Dorweiler, B.; et al. Gut Microbiota-Associated Activation of TLR5 Induces Apolipoprotein A1 Production in the Liver. Circ Res 2020, 127 (10), 1236–1252. DOI: 10.1161/circresaha.120.317362 From NLM.
Dorweiler, B.; El Beyrouti, H.; Vahl, C. F.; Baqué, P. E.; Ghazy, A. [The Future of Vascular Medicine - Role of 3D Printing]. Zentralbl Chir 2020, 145 (5), 448–455. DOI: 10.1055/a-1025-2066 From NLM.
Dorweiler, B.; Boedecker, C.; Dünschede, F.; Vahl, C. F.; Youssef, M. Three-Dimensional Analysis of Component Stability of the Nellix Endovascular Aneurysm Sealing System After Treatment of Infrarenal Abdominal Aortic Aneurysms. Journal of Endovascular Therapy 2017, 24 (2), 201–209. DOI: 10.1177/1526602816678201.
Heller, M.; Bauer, H. K.; Goetze, E.; Gielisch, M.; Roth, K. E.; Drees, P.; Maier, G. S.; Dorweiler, B.; Ghazy, A.; Neufurth, M.; et al. Applications of patient-specific 3D printing in medicine. Int J Comput Dent 2016, 19 (4), 323–339. From NLM.
Krumb, H. J.; Dorweiler, B.; Mukhopadhyay, A. HEX: a safe research framework for hybrid EMT X-ray navigation. Int J Comput Assist Radiol Surg 2023, 18 (7), 1175–1183. DOI: 10.1007/s11548-023-02917-y From NLM.
Krumb, H.; Hofmann, S.; Kügler, D.; Ghazy, A.; Dorweiler, B.; Bredemann, J.; Schmitt, R.; Sakas, G.; Mukhopadhyay, A. Leveraging spatial uncertainty for online error compensation in EMT. Int J Comput Assist Radiol Surg 2020, 15 (6), 1043–1051. DOI: 10.1007/s11548-020-02189-w From NLM.
Wegner, M.; Karagoez, B. S.; Wippel, D.; Enzmann, F. K.; Niehoff, A.; Salem, O.; Dorweiler, B. The Characterization of Polymers That Mimic the Aortic Wall’s Mechanical Properties and Their Suitability for Use in the 3D Printing of Aortic Phantoms. Polymers 2025, 17 (12), 1700.
Dorweiler, B.; Baqué, P. E.; Chaban, R.; Ghazy, A.; Salem, O. Quality Control in 3D Printing: Accuracy Analysis of 3D-Printed Models of Patient-Specific Anatomy. Materials (Basel) 2021, 14 (4). DOI: 10.3390/ma14041021 From NLM.
Riedle, H.; Chaban, R.; Ghazy, A.; Piplat, C.; Dorweiler, B.; Franke, J. Experimental determination of the suture behavior of aortic tissue in comparison to 3D printed silicone modelling material. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials 2020, 112, 104033. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2020.104033.
Wegner, M.; Dusse, F.; Beeser, F.; Leister, N.; Lefarth, M.; Finke, S.-R.; Böttiger, B. W.; Dorweiler, B.; Stoll, S. E. Comparing Simulation Training of Bronchoscopy-Guided Percutaneous Dilatational Tracheostomy Using Conventional Versus 3D Printed Simulators (TRAC-Sim Study). Journal of Intensive Care Medicine 2024, 39 (9), 820–828. DOI: 10.1177/08850666241232918.
Ghazy, A.; Chaban, R.; Vahl, C.-F.; Dorweiler, B. Development and evaluation of 3-dimensional printed models of the human tracheobronchial system for training in flexible bronchoscopy. Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery 2018, 28 (1), 137–143. DOI: 10.1093/icvts/ivy215 (accessed 3/26/2026).
Ghazy, A.; Chaban, R.; Pfeiffer, P.; Probst, C.; Dohle, D. S.; Treede, H.; Dorweiler, B. Three-Dimensional-Evaluation of Aortic Changes after Frozen Elephant Trunk (FET) in Zone 0 vs. Zone 2 in Acute Type A Aortic Dissection. J Clin Med 2024, 13 (9). DOI: 10.3390/jcm13092677 From NLM.
Forschungsschwerpunkte
Neuste Erkenntnisse zeigen, dass bakterielle Biofilme auch in atherosklerotischen Plaques vorkommen und dort verschiedene Vorgänge modulieren können. Diese Modulation kann zu einer Instabilität des Plaques beitragen und zu einer Plaque Ruptur führen. In Vorarbeiten konnten pro apoptotische Signalwege in Plaques ex vivo nachgewiesen werden. Mithilfe eines selbst entwickelten in vitro-3D Zell-Kultur Modells der humanen Gefäßwand planen wir die gezielte Simulation von Infektionsprozessen und Biofilmmodulation. Das 3D-Zellkulturmodell besteht aus Endothel- und glatten Muskelzellen, eingebettet in eine extrazelluläre Matrix (Fibrin), welche durch spezielle Kulturbedingungen ein gefäßähnliches Organoid bilden. Es erfolgt die Freisetzung von Matrixproteinen (Kollagen I/III) und durch die Zugabe von LDL kann ein frühes Stadium einer Plaquebildung simuliert werden.
Ein weiterer Aspekt der Forschung bezieht sich auf apoptotische Prozesse und ER-Stress (Endoplasmatic Reticulum) in verschiedenen Gefäßerkrankungen wie zum Beispiel Aortenaneurysmen und atherosklerotischen Plaques. ER-Stress kann die Zellhomöostase beeinträchtigen und konsekutiv Apoptose durch Aktivierung der UPR (Unfolded-Protein-Response) auslösen, welche sekundär zu einer Instabilität der Plaque und zu einer Plaqueruptur führen kann. Trigger für einen solchen Verlauf können unter anderen auch Pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) sein, welche durch das eigene Mikrobiom produziert werden und durch CHOP- aktivierte Apoptose ausgelöst durch UPR die arterielle Gefäßwand schwächen können.
Das Querschnittpräparat des Gefäßwandmodelles zeigt in der Immunhistochemie einen luminalen Endothelzellmonolayer mit Nachweis von CD31 (a, rotes Pigment, Vergr. 200×) sowie ein mehrschichtiges Wachstum Actin-positiver glatter Muskelzellen (b, braunes Pigment, Vergr. 200×). Die Rasterelektronenmikroskopie bestätigt die Konfluenz der Endothelzellschicht (c, Vergr. 500×). Nach Inkubation mit humanem LDL (2 mg/ml) lässt sich mittels immunhistochemischer Färbung von ApoB (braunes Pigment) eine subendotheliale Insudation von LDL (e) gegenüber der Kontrolle(d) nachweisen. Humane Monozyten (MonoMac-6) adhärieren an das Endothel (f, Rasterelektronenmikroskopie, Vergr. 3000×), transmigrieren und zeigen nach 6 Tagen eine Schaumzellbildung (g, Transmissionselektronenmikroskopie, Pfeil: Schaumzelle mit intrazellulären Lipidtropfen, Vergr. 3500×). Foto: Uniklinik Köln
Foto: Uniklinik Köln
In der Gewebebank der Klinik für Gefäßchirurgie wird Überschußmaterial, das im Rahmen gefäßchirurgischer Eingriffe anfällt, gesammelt.
Dies umfasst alle Arten von vaskulären Geweben (Plaquematerial, Gefäßwand, Thrombus, Graftmaterial) sowie Plasma/Serum (sog. Liquid-Biobanking) und ist von der zuständigen Ethikkommission zertifiziert. Anhand dieser Patientenproben können spezifische Forschungsfragen bearbeitet werden. Die Proben werden direkt aus dem OP an das experimentelle Labor übergeben und für immunhistochemische oder molekularbiologische Analysen weiterverarbeitet. Damit lassen sich in-vivo Beobachtungen aus den Zellmodellen mit patientenrelevanten Daten (= ex vivo) vergleichen.
Foto: Uniklinik Köln
Die Anwendung der 3D-Drucktechnik im Bereich industrieller Fertigung, insbesondere des „rapid-prototyping“, reicht zurück bis in die 80er-Jahre. Die Übertragung dieser Technik in den Bereich der Medizin allerdings stellt eine neuartige Anwendung dar, die erst in den letzten Jahren stattgefunden hat. Hier waren zunächst Bereiche wie Zahnheilkunde, Kiefer- Gesichtschirurgie und Orthopädie im Fokus. Zunehmend findet auch eine Implementierung der 3D-Drucktechnik im Bereich der kardiovaskulären Medizin statt, die sich auf Teilgebiete wie Visualisierung komplexer Anatomien, Simulation chirurgischer und endovaskulärer Prozeduren und patientenindividuelle Trainingsmodelle erstreckt. Neben diesen Anwendungen gibt es mittlerweile gerade auch im Bereich der kardiovaskulären Grundlagenforschung Ansätze, mithilfe der 3D-Drucktechnik und in entsprechenden Trägerpolymeren suspendierte lebende Zellen (sogenannte „Bio-Ink“), Gewebe oder ganze Organe künstlich herzustellen.
Zusammengefasst ermöglicht die 3D-Drucktechnik die Eröffnung neuer Welten für Forschung und Patientenversorgung und wurde nicht umsonst als „Revolution der Druckverfahren“ bezeichnet.
Die umfangreichen Möglichkeiten des 3D-Drucks werden in der Klinik für Gefäßchirurgie angewandt, um innovative Simulations- und Behandlungsverfahren zu etablieren. Die anatomiegerecht in hoher Präzision hergestellten Modelle können zum Beispiel in der Lehre und als Simulationen genutzt werden um das Patientenoutcome und die Behandlungsqualität zu verbessern.
Um beispielsweise endovaskuläre Prozeduren zu simulieren und sogenannte „wire-skills“, das heißt, die Handhabung von Drähten und Kathetern zu üben, werden spezielle transparente 3D gedruckte Modelle genutzt. So können zum Beispiel auch komplexe Verfahren mit Originalmaterialien unter Sicht simuliert werden, während dabei auf die ansonsten notwendige auf Röntgenstrahlung verzichtet werden kann.
Foto: Uniklinik Köln
Foto: Uniklinik Köln
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Mithilfe des 3D-Druckverfahrens konnten Aortenphantome nach anatomischen Vorlagen beziehungsweise patientenspezifisch hergestellt und anschließend in einen geschlossenen Perfusionskreislauf integriert werden. Über eine Pumpe und unter Verwendung einer Blutersatzflüssigkeit wird ein pulsatiler Blutfluss generiert, sodass verschiedene physiologische Bedingungen simuliert werden können. Mit dieser Versuchsanordnung können Parameter wie Flußvolumen, Pulsatilität und Impedanz variiert und damit diverse Versuchsszenarien wie Optimierung der Abdichtungsfunktion von Gefäßschleusen oder Strömungsverhalten endovaskulärer Implantate simuliert werden.
Versuchsaufbau für die Hybridnavigation in einer 3D-gedruckten Aorta unter Verwendung einer robotisch-autonomen Steuerung der Durchleuchtungsimpulse (C-arm robot/foot pedal emulator) in Abhängigkeit der EMT-Position/Abweichung. Foto: Uniklinik Köln
Das sogenannte PATRONUS-Projekt (Patient-specific, low-radiation Training setup for aortic aneurysm repair) zielt darauf ab, die Übung/Planung und Durchführung der endovaskulären Reparatur von abdominalen Aortenaneurysmen (EVAR) zu verbessern, sowie die Strahlungsexposition der behandelnden Ärzte und Patienten während der endovaskulären Aorten Reparatur (EVAR) zu reduzieren.
In einem ersten Schritt wurden patientenspezifische Aortenphantome aus Bilddaten einer Computertomografie segmentiert (sogenannter. „Digitaler Zwilling“) und dann mithilfe additiver Fertigung (3D-Druck) hergestellt und für Simulationsaufgaben getestet. In weiteren Schritten konnte dann gezeigt werden, dass solche Aortenphantome zur Kalibrierung eines Elektromagnetischen Trackingsystemes (EMT) genutzt werden konnten. Die Visualisierung der navigationsrelevanten Drähte und Katheter kann einerseits strahlungsfrei durch elektromagnetisches Tracking erfolgen und andererseits durch kurzzeitige Röntgenpulse, die über eine KI-gesteuerte Robotik appliziert werden.
Durch die Kombination beider Verfahren kann insgesamt die Strahlungsdosis erheblich reduziert werden. Insgesamt verfolgt PATRONUS das Ziel, Aspekte der Planung und Navigation der EVAR-Prozedur umfassend zu simulieren und diese in einem vollständig integrierten System zu verbinden, das 3D-Druck, elektromagnetisches Tracking , KI-unterstützte automatisierte Video-Analyse der intraoperativen Katheter Manöver und robotische Steuerung kombiniert. Der innovative Ansatz dient unter anderem auch dazu eine Art „Spurhalteassistent“ für endovaskuläre Eingriffe zu etablieren und ermöglicht darüber hinaus eine deutliche Reduktion der Strahlenbelastung für Patienten und Ärzte.
Dieses Projekt wird seit 2025 durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gefördert (Do1289/9-1) und beinhaltet eine Kooperation mit der TU Darmstadt (Priv.-Doz Dr. Anirban Mukhopadhyay und Univ.-Prof. Dr. techn. Dr.-Ing. eh. Dieter W. Fellner), der RWTH Aachen (Prof. Dr.-Ing. Robert H. Schmitt) und der Universitätsmedizin Mainz (Dr. Ahmed Ghazy).
Prüfkörper zur Beurteilung der Nahtfestigkeit (A) und zur Belastungs-Dehnungs-Prüfung mit intakten (B) Polymer, (C) Perikard, (D) Aortengewebe) und genähten (E) Polymer, (F) Perikard) Patches (Typ 3/ISO 37). Kreisförmige Testpflaster vor und nach dem Berstdrucktest ((A) Polymer, (B) Perikard, (C) Aortengewebe). Eine repräsentative Bildsequenz eines Drucktests, die den Ausgangswert zu Beginn (D), die Ausbeulung (E) und den Bruch (F) des Pflasters zeigt. Polyjet Stratasys 350 mit welchem die Materialien gedruckt wurden. Foto: Uniklinik Köln
Mithilfe eines industriellen 3D-Druckers (Stratasys Objet350 Connex III) können patientenspezifische Modelle von Aortenerkrankungen in hoher Fertigungsqualität hergestellt werden. Das Herstellungsverfahren basiert auf dem sog. Polyjet-Druckverfahren und erlaubt sowohl den Multicolor, als auch den Multimaterial-Druck. Ein besonderer Vorteil liegt in der Möglichkeit, durch Kombination mehrerer Druckpolymere flexible Materialien herzustellen und zum Druck von Aortenmodellen zu verwenden. Um die mechanische Belastbarkeit der Modelle zu optimieren, untersuchen wir verschiedene Materialien in Zusammenarbeit mit der Deutschen Sporthochschule (Institut für Biomechanik und Orthopädie) sowie der Universität Erlangen. Aktuell stehen uns Materialien und Druckverfahren zur Verfügung, die es erlauben, patientenspezifische Modelle in großer Komplexität nachzubilden, welche physiologisch relevante Eigenschaften aufweisen bzw. Belastungen standhalten.
Durch die Nutzung der Mimics Software (Mimics Innovation Suite®, Materialise, Belgium) können aus CT-Bildern präzise 3D Modelle hergestellt werden, welche im weiteren Verlauf in einer Studie von verschieden Gruppen zu Übungszwecken genutzt wurden. Dazu erfolgt im ersten Schritt die Erstellung eines sog. digitalen Zwillinges des Bronchialsystemes.
Mithilfe der Mimics-Softwareplattform wurde in einem CT-Datensatz die Luft innerhalb der Trachea/Bronchien segmentiert und daraus ein digitaler Zwilling der unteren Atemwege erstellt (grünes Objekt, Abb. unten rechts). In einem weiteren Bearbeitungsschritt wird dann um diese Struktur ein Hohlkörper mit einer Wandstärke von 2mm aufgebracht, der dann noch mit einem Sockel zur besseren Handhabbarkeit/Fixierung versehen wird. Das fertig konzipierte elektronische Modell wird dann an den 3D-Drucker gesendet und gedruckt. Foto: Uniklinik Köln
3D-Modell eines menschlichen Kehlkopf-Luftröhren-Bronchialsystems (A), vor dem 3D-Druck in einzelne Teile zerlegt (B), sowie gedrucktes Modell aus horizontaler Perspektive (C) und Ansicht von oben (D). Der vorbereitete 3D-gedruckte Simulator (E) mit seiner endotrachealen Ansicht (F). Foto: Uniklinik Köln
Versuchsaufbau mit einem dreidimensionalen Modell des Tracheobronchialsystems, das in einer Box platziert und mit einem Tuch abgedeckt ist, sowie dem Teilnehmer, der das flexible Bronchoskop bedient. Foto: Uniklinik Köln
Die Klinik für Gefäßchirurgie nutzt 3D-gedruckte, patientenspezifische Modelle, um die chirurgische Ausbildung, die Operationsplanung und die Patientenkommunikation zu verbessern: Angehende Gefäßchirurgen können daran operative und endovaskuläre Techniken wie Nahtübungen realistisch trainieren, ohne direkt am Patienten üben zu müssen, wodurch Sicherheit und Präzision steigen. Gleichzeitig dienen diese Modelle der Implantat-Simulation, indem Eingriffe vorab geplant und mögliche Komplikationen erkannt werden. Darüber hinaus werden sie für die Patientenaufklärung eingesetzt, indem komplexe Eingriffe anschaulich visualisiert und verständlich erklärt werden, was Vertrauen schafft und die Entscheidungskompetenz der Patienten unterstützt. Insgesamt verbindet diese Forschung praktische Ausbildung, klinische Planung und Kommunikation auf anschauliche und innovative Weise.
3D-gedruckte patientenspezifische Modelle der Aorta können verwendet werden, um die Positionierung/Passgenauigkeit komplexer Implantate (fenestrierter/gebranchter Aortenstent) zu überprüfen (linke Seite) sowie zur präoperativen Aufklärung der Patienten wie z.B. Aortenbogenaneurysma (rechts oben) oder EVAR (rechts unten). Foto: Uniklinik Köln
Foto: Uniklinik Köln
Es wurde eine spezielle 3D-Engineering-Software („Part comparison analysis“) verwendet. Dazu wurden die 3D-Aortenvolumina nach 6 Monaten (A, blau) und 0 Monaten (B, orange) anhand der distalen und proximalen Anastomose des Dacron-Teils des FET (C, schwarze Pfeile) ausgerichtet/überlagert. Bei reduzierter Transparenz des Aortenvolumens nach 6 Monaten (blau) wird eine adäquate Ausrichtung zwischen den beiden Aortenvolumina gezeigt (D). Das Ergebnis des Teilvergleichstools wird als farbcodierte „Heatmap“ des Aortenvolumens (Abweichung in mm) dargestellt (E). Der Bereich mit der maximalen Konformationsänderung (Abweichung) befindet sich in den Aorten-Zonen 3 und 4. Für die statistische Analyse wurden die entsprechenden Werte (mittlere Abweichung) aus den PCA-Analysestatistiken abgerufen (F). Foto: Uniklinik Köln
Das „Digital Twin“ Projekt zielt darauf ab, anatomische Strukturen und endovaskuläre Implantate mittels 3D-Segmentierung unter Verwendung der Mimics-Innovation Software-Plattform in Form eines sog. Digitalen Zwillings“ nachzubilden. Damit wiederum können dann Simulationen durchgeführt werden um so z.B. Implantatverhalten über die Zeit zu analysieren. Damit konnten wir zeigen, dass z.B. nach einer operativen Behandlung einer Aortendissektion (sog. FET-Prothese) bereits nach 6 Monaten positive Veränderungen des aortalen wahren Lumens nachgewiesen werden können.
Mithilfe der Mimics-Software wird anhand eines CT-Datensatzes in drei Ebenen eine halbautomatische Markierung/Segmentierung der jeweiligen Struktur (hier: Blutvolumen in der Aorta bei Patient mit Aortendissektion) durchgeführt. Aus diesen Bildinformationen wird dann ein dreidimensionales Objekt berechnet und in Form eines digitalen Zwillinges dargestellt (unten rechts). Der digitale Zwilling kann dann für spezifische Messungen (Durchmesser, Volumen etc.) verwendet werden oder mittels CAD-Design in ein druckbares Aortenmodell umgewandelt werden. Foto: Uniklinik Köln
Mimics (Materialise Interactive Medical Image Control System) ist eine medizinische Bildverarbeitungs- und 3D-Modellierungssoftware (sog. 3D-CAD-Software), die von der Firma Materialise (Belgien) entwickelt wurde.
Sie dient dazu, anatomische Strukturen aus 2D-Bilddaten aus der medizinischen Bildgebung (z. B. CT oder MRT) zu selektionieren („segmentieren“) und dann in präzise dreidimensionale anatomische Modelle umzuwandeln. In Mimics werden zunächst mithilfe von Segmentierungswerkzeugen gezielt anatomische Strukturen (Atemwege, Gefäße etc.) aus den CT- oder MRT-Daten isoliert und anschließend aus diesen Segmenten präzise dreidimensionale elektronische Modelle erzeugt, die die reale Anatomie des Patienten widerspiegeln (sog. „digitaler Zwilling“). Das 3D-Oberflächenmodell des digitalen Zwillings (sog. stl. File) kann dann z.B. in einem 3D-Drucker in verschiedenen Materialien/Farben gedruckt werden.