This thesis is concerned with the development of computational models enabling the detailed investigation of ventilator-associated lung injuries. At the micro-level, a comprehensive alveolar model considering not only soft tissue behavior but also the influence of the surfactant lining is established. A multi-scale method is developed to simulate the dynamic behavior of lung parenchyma at a global level while still resolving alveolar scales locally. To complete the “bridging of scales”, a novel approach to coupling 3D parenchyma and airway models into one overall lung model is devised. A combination of the developed methods enables the sensible investigation of local alveolar behavior during (mechanical) ventilation for the first time.     «

This thesis is concerned with the development of computational models enabling the detailed investigation of ventilator-associated lung injuries. At the micro-level, a comprehensive alveolar model considering not only soft tissue behavior but also the influence of the surfactant lining is established. A multi-scale method is developed to simulate the dynamic behavior of lung parenchyma at a global level while still resolving alveolar scales locally. To complete the “bridging of scales”, a novel...     »

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von numerischen Modellen zur Untersuchung von beatmungsinduzierten Lungenschäden. Auf der Mikro-Skala wird ein umfassendes Modell der Alveolen etabliert, das sowohl den Einfluss der Gewebseigenschaften als auch des auskleidenden Surfactantfilms berücksichtigt. Ein neuartiger Mehrskalenansatz ermöglicht die simultane Simulation des globalen, homogenisierten Lungenparenchyms und lokal aufgelöster Alveolarbereiche. Das globale Lungenmodell wird komplettiert durch die leitenden Atemwege, die über einen speziellen Kopplungsansatz mit dem Lungenparenchym verbunden werden. Eine Kombination der entwickelten Methoden ermöglich erstmals die sinnvolle Untersuchung des lokalen Alveolarverhaltens während der (Be-)Atmung.     «

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung von numerischen Modellen zur Untersuchung von beatmungsinduzierten Lungenschäden. Auf der Mikro-Skala wird ein umfassendes Modell der Alveolen etabliert, das sowohl den Einfluss der Gewebseigenschaften als auch des auskleidenden Surfactantfilms berücksichtigt. Ein neuartiger Mehrskalenansatz ermöglicht die simultane Simulation des globalen, homogenisierten Lungenparenchyms und lokal aufgelöster Alveolarbereiche. Das globale Lungenmodell...     »