Kirurgisk planlægning for rekonstruktion af komplekse hjertefejl

I USA fødes cirka 1 ud af 200 babyer hvert år med skadelige medfødte hjertefejl (CHD), som kræver en form for medicinsk behandling. Ofte består disse defekter af huller i skillevæggen (væggene mellem hjertekamrene) og/eller unormal udvikling af hjertekamrene eller større blodkar. Kirurgi er det primære behandlingsforløb for mange af disse patienter, og ved brug af plastre og kunstige kar er det ofte muligt at reparere defekterne og genskabe den normale blodgennemstrømningsvej gennem hjertet.

Disse teknikker er dog ikke altid enkle, og kirurgen skal passe meget på ikke at skade hjertets pumpefunktion. I mere komplekse tilfælde skal kirurgen vælge mellem flere reparationsstrategier, der vil have en stor effekt på patientens langsigtede helbred. Det ville være nyttigt i sådanne tilfælde for kirurgen at være i stand til at vurdere reparationsmulighederne forud for operationen ved hjælp af virtuelle 3-dimensionelle repræsentationer af patientens anatomi. At have denne evne ville fjerne noget af usikkerheden fra beslutningsprocessen ved at give nøjagtige forudsigelser af post-kirurgisk anatomi.

Faktisk eksisterer teknologien til at inkludere et sådant kirurgisk planlægningsværktøj i standardbehandlingsforløbet for disse patienter. Ved at bruge 3D-anatomiske billeder, erhvervet fra grundlæggende teknikker såsom magnetisk resonans (MR), computertomografi (CT) og ekkokardiografi, har ingeniører hos Georgia Tech evnen til at bygge nøjagtige 3D-modeller af patientens anatomi, såsom hjertet. Ved at bruge disse modeller med et avanceret grafisk manipulationsværktøj ville kirurger have mulighed for virtuelt at operere patienten og vælge den optimale behandlingstilgang, som tidligere diskuteret. Lignende teknikker er allerede blevet udviklet og brugt til at planlægge operationer for en begrænset delmængde af CHD-patienter med en enkelt ventrikelfysiologi.

Formålet med denne undersøgelse er at videreudvikle disse teknikker og anvende dem på en bredere vifte af CHD-patienter. For at gøre dette vil patienter, der gennemgår en passende kirurgisk reparation, blive rekrutteret til at deltage i undersøgelsen. Billeder opnået fra præoperative scanninger vil blive brugt til at bygge den anatomiske model, som kirurgen vil manipulere for at teste de forskellige tilgængelige muligheder. Ved succesfuldt at teste og til sidst implementere disse teknikker i standardbehandlingen for CHD-patienter, vil den optimale tilgang til rekonstruktion blive implementeret hyppigere, og dermed vil patientresultaterne forbedres.