Preoperativ arteriovenøs fistelsimuleringsundersøgelse (ShuntSimulationStudy) (3S)

End-stage renal disease (ESRD) er et stort og voksende sundhedsproblem forbundet med betydelige omkostninger. Ved udgangen af ​​2010 oversteg den globale patientpopulation, der har behov for kronisk nyreudskiftningsterapi (RRT), 2 millioner, hvoraf ca. 90 % er afhængig af hæmodialyse (HD). Antallet af patienter afhængige af RRT forventes at stige årligt med 8 %. Baseret på dette tal forventes det, at 7,3 millioner ESRD-patienter i 2030 har behov for HD-behandling. For at lette tilstrækkelig HS-behandling er en pålidelig vaskulær adgang (VA) obligatorisk og kan tilvejebringes ved enten at skabe en autolog arteriovenøs fistel (AVF), en arteriovenøs protese (AVG) eller et centralt venekateter (CVC). Retningslinjer fra National Kidney Foundation (NKF K/DOQI Guidelines), Vascular Access Society (Good Nephrological Practice Guidelines) og European Dialysis and Transplant Association (European Best Practice Guidelines on vascular access) går ind for implementering af en fuldstændig autolog fistelpolitik at maksimere brugen af ​​AVF i forhold til AVG og CVC, fordi AVF har den bedste langsigtede åbenhed, færre komplikationer og kræver færre indgreb, når de er fuldt modne. Selvom implementeringen af ​​præoperativ ultralydsundersøgelse til karvurdering har reduceret antallet af tidlige AVF-svigt ved at forbedre udvælgelsen af ​​de bedst egnede kar og stedet for AVF-oprettelse, er kort- og langsigtet AVF-dysfunktion fortsat den væsentligste årsag til sygelighed og hospitalsindlæggelse i HS-patienter, og er derfor den største begrænsning for HS-behandling. Denne dysfunktion er sædvanligvis forbundet med manglende modning af den nyoprettede AVF eller dannelsen af ​​neo-intimal hyperplasi (NIH), hvilket potentielt resulterer i nedsat adgangsflow og eventuel fisteltrombose hos op til 50 % af AVF'erne. På den anden side kan den lav-resistens vaskulære bane via AVF føre til hæmmet perfusion af ekstremiteten distalt af AV anastomosen, hvilket resulterer i håndiskæmi (HAIDI = Hemodialysis Access Induced Distal Ischemia), mens en rigelig AVF flow kan føre til udviklingen venstre ventrikulær hypertrofi, begge med potentielt alvorlige konsekvenser. Disse højstrømskomplikationer forekommer i cirka 20 % af fistlerne. Talrige undersøgelser har undersøgt alternative præoperative kortlægningsværktøjer og kriterier for reduktion af AVF-relaterede komplikationer. Den nuværende kliniske brug af disse individuelle værktøjer og parametre tager dog ikke højde for deres potentielle samspil på et systemisk niveau. Derfor kan man overveje, at flere prognostiske parametre inden for en enkelt patient sandsynligvis er mere værdifulde for at forbedre resultatet, og derfor er det oplagt at skræddersy typen af ​​AVF til den enkelte patient. En mulig løsning til at håndtere flere uafhængige prognostiske faktorer er implementering af et prædiktivt patientspecifikt beregningsværktøj, der relaterer geometriske, mekaniske og hæmodynamiske parametre ved hjælp af fysiske love. Som et resultat heraf tager beregningsværktøjet det komplekse samspil mellem forskellige prognostiske parametre i betragtning og tager højde for individuelle forskelle i anatomi, fysiologi, demografi og hæmodynamik. Et sådant innovativt beregningsværktøj åbner nye muligheder. Ved at forudsige postoperativt flow kan ovennævnte skadelige hændelser muligvis forhindres. Høj-flow (>1500ml/min) og lav-flow (<600ml/min) vaskulær adgang kan derefter forudsiges og følgelig afvises og en mere passende AVF-konfiguration vælges.

Derfor er simulering af resultatet efter AVF-oprettelse ved hånden. For nylig er gennemførligheden af ​​VA-beregningssimulering blevet undersøgt og bevist i ARCH FP7 ICT-224390-projektet (ARCH; patientspecifik billedbaseret beregningsmodellering til forbedring af kort- og langsigtede resultater af vaskulær adgang hos patienter i hæmodialyseterapi ). Inden for dette teknologiske og kliniske studie blev longitudinel indsamling af kardiovaskulære data udført med den hensigt at udvikle, kalibrere og validere patientspecifikke modelleringsværktøjer til kirurgisk planlægning og assistance i håndteringen af ​​komplikationer, der opstår ved oprettelse af AVF. I betragtning af den vanskelige og heterogene patientpopulation blev undersøgelsesprotokollen designet på en sådan måde, at præ- og postoperativ billeddannelse kunne udføres strengt med henblik på komplette datasæt af strukturelle, funktionelle og demografiske data. Selvom beregningssimuleringsmodellen er blevet valideret i en lille patientgruppe, er der behov for større randomiserede observationelle patientstudier, der sigter mod at evaluere den potentielle gavnlige effekt af brugen af ​​beregningsværktøjer til at reducere AVF-relaterede kliniske problemer.