Chirurgische Planung zur Rekonstruktion komplexer Herzfehler

In den Vereinigten Staaten wird jedes Jahr etwa 1 von 200 Babys mit gefährlichen angeborenen Herzfehlern (KHK) geboren, die einer medizinischen Behandlung bedürfen. Diese Defekte bestehen häufig aus Löchern im Septum (den Wänden zwischen den Herzkammern) und/oder einer abnormalen Entwicklung der Herzkammern oder der großen Blutgefäße. Für viele dieser Patienten ist eine Operation die primäre Behandlungsmethode. Durch den Einsatz von Pflastern und künstlichen Gefäßen ist es oft möglich, die Defekte zu reparieren und den normalen Blutflussweg durch das Herz wiederherzustellen.

Allerdings sind diese Techniken nicht immer einfach und der Chirurg muss sehr darauf achten, die Pumpfunktion des Herzens nicht zu beeinträchtigen. In komplexeren Fällen muss der Chirurg zwischen mehreren Reparaturstrategien entscheiden, die einen großen Einfluss auf die langfristige Gesundheit des Patienten haben. In solchen Fällen wäre es hilfreich, wenn der Chirurg die Reparaturmöglichkeiten vor der Operation anhand virtueller dreidimensionaler Darstellungen der Anatomie des Patienten beurteilen könnte. Diese Fähigkeit würde einen Teil der Unsicherheit im Entscheidungsprozess beseitigen, indem genaue Vorhersagen der postoperativen Anatomie möglich wären.

Tatsächlich gibt es die Technologie, ein solches chirurgisches Planungstool in den Standardbehandlungsverlauf für diese Patienten einzubinden. Mithilfe anatomischer 3D-Bilder, die mit grundlegenden Techniken wie Magnetresonanz (MR), Computertomographie (CT) und Echokardiographie erfasst werden, sind Ingenieure am Georgia Tech in der Lage, genaue 3D-Modelle der Patientenanatomie, beispielsweise des Herzens, zu erstellen. Durch die Verwendung dieser Modelle mit einem hochmodernen Grafikmanipulationstool hätten Chirurgen die Möglichkeit, den Patienten virtuell zu operieren und den optimalen Behandlungsansatz auszuwählen, wie bereits erläutert. Ähnliche Techniken wurden bereits entwickelt und zur Planung von Operationen für eine begrenzte Untergruppe von KHK-Patienten mit einer einzelnen Ventrikelphysiologie verwendet.

Der Zweck dieser Studie besteht darin, diese Techniken weiterzuentwickeln und auf ein breiteres Spektrum von KHK-Patienten anzuwenden. Zu diesem Zweck werden Patienten, die sich einer entsprechenden chirurgischen Reparatur unterziehen, für die Teilnahme an der Studie rekrutiert. Bilder aus präoperativen Scans werden zur Erstellung des anatomischen Modells verwendet, das der Chirurg manipuliert, um die verschiedenen verfügbaren Optionen zu testen. Durch die erfolgreiche Erprobung und schließliche Implementierung dieser Techniken in die Standardversorgung von KHK-Patienten wird der optimale Ansatz für die Rekonstruktion häufiger umgesetzt und somit die Patientenergebnisse verbessert.