Präoperative Simulationsstudie zu arteriovenösen Fisteln (ShuntSimulationStudy) (3S)

Nierenerkrankungen im Endstadium (ESRD) sind ein großes und wachsendes Gesundheitsproblem, das mit erheblichen Kosten verbunden ist. Bis Ende 2010 übersteigt die weltweite Patientenpopulation, die eine chronische Nierenersatztherapie (RRT) benötigt, 2 Millionen, von denen etwa 90 % auf Hämodialyse (HD) angewiesen sind. Es wird erwartet, dass die Zahl der auf RRT angewiesenen Patienten jährlich um 8 % steigt. Basierend auf dieser Zahl wird erwartet, dass im Jahr 2030 7,3 Millionen ESRD-Patienten eine Huntington-Behandlung benötigen. Um eine adäquate Huntington-Therapie zu ermöglichen, ist ein zuverlässiger Gefäßzugang (VA) zwingend erforderlich und kann entweder durch die Schaffung einer autologen arteriovenösen Fistel (AVF), eines arteriovenösen Prothesentransplantats (AVG) oder eines zentralen Venenkatheters (CVC) gewährleistet werden. Leitlinien der National Kidney Foundation (NKF K/DOQI-Leitlinien), der Vascular Access Society (Good Nephrological Practice Guidelines) und der European Dialysis and Transplant Association (European Best Practice Guidelines on vaskulärer Zugang) befürworten die Umsetzung einer rein autologen Fistelpolitik um den Einsatz von AVF gegenüber AVG und CVC zu maximieren, da AVF die beste langfristige Durchgängigkeit aufweisen, weniger Komplikationen aufweisen und nach vollständiger Ausreifung weniger Eingriffe erfordern. Obwohl die Implementierung einer präoperativen Ultraschalluntersuchung zur Gefäßbeurteilung die Anzahl früher AVF-Versagen reduziert hat, indem die Auswahl der am besten geeigneten Gefäße und Stellen für die AVF-Erstellung verbessert wurde, bleiben kurz- und langfristige AVF-Dysfunktionen die Hauptursache für Morbidität und Krankenhausaufenthalte Huntington-Patienten und stellt daher die größte Einschränkung für die Huntington-Behandlung dar. Diese Funktionsstörung ist in der Regel mit einer Nichtreifung des neu geschaffenen AVF oder der Bildung einer neointimalen Hyperplasie (NIH) verbunden, die bei bis zu 50 % der AVF möglicherweise zu einem verringerten Zugangsfluss und schließlich zu einer Fistelthrombose führt. Andererseits kann die Gefäßbahn mit geringem Widerstand über den AVF zu einer behinderten Perfusion der Extremität distal der AV-Anastomose führen, was zu einer Handischämie führt (HAIDI = Hemodialysis Access Induced Distal Ischemia), während ein reichlicher AVF-Fluss zur Entwicklung führen kann einer linksventrikulären Hypertrophie, beides mit potenziell schwerwiegenden Folgen. Diese High-Flow-Komplikationen treten bei etwa 20 % der Fisteln auf. Zahlreiche Studien haben alternative präoperative Kartierungsinstrumente und Kriterien zur Reduzierung AVF-bedingter Komplikationen untersucht. Der derzeitige klinische Einsatz dieser einzelnen Instrumente und Parameter berücksichtigt jedoch nicht ihr mögliches Zusammenspiel auf systemischer Ebene. Daher könnte man davon ausgehen, dass mehrere prognostische Parameter innerhalb eines einzelnen Patienten wahrscheinlich wertvoller für die Verbesserung des Ergebnisses sind und es daher naheliegend ist, die Art der AVF auf den einzelnen Patienten abzustimmen. Eine mögliche Lösung für den Umgang mit mehreren unabhängigen Prognosefaktoren ist die Implementierung eines prädiktiven, patientenspezifischen Berechnungstools, das geometrische, mechanische und hämodynamische Parameter mithilfe physikalischer Gesetze in Beziehung setzt. Dadurch berücksichtigt das Berechnungstool das komplexe Zusammenspiel verschiedener Prognoseparameter und berücksichtigt individuelle Unterschiede in Anatomie, Physiologie, Demographie und Hämodynamik. Ein solch innovatives Rechenwerkzeug eröffnet neue Möglichkeiten. Durch die Vorhersage des postoperativen Verlaufs können die oben genannten schädlichen Ereignisse möglicherweise verhindert werden. Anschließend kann ein Gefäßzugang mit hohem Fluss (>1500 ml/min) und niedrigem Fluss (<600 ml/min) vorhergesagt und folglich abgelehnt und eine geeignetere AVF-Konfiguration gewählt werden.

Folglich liegt eine Simulation des Ergebnisses nach der AVF-Erstellung vor. Kürzlich wurde die Machbarkeit der VA-Computersimulation im Rahmen des ARCH FP7 ICT-224390-Projekts (ARCH; patientenspezifische bildbasierte Computermodellierung zur Verbesserung des kurz- und langfristigen Ergebnisses des Gefäßzugangs bei Patienten unter Hämodialysetherapie) untersucht und nachgewiesen ). Im Rahmen dieser technologischen und klinischen Studie wurde eine Längsschnitterfassung kardiovaskulärer Daten mit der Absicht durchgeführt, patientenspezifische Modellierungswerkzeuge für die chirurgische Planung und Unterstützung bei der Bewältigung von Komplikationen, die sich aus der AVF-Erstellung ergeben, zu entwickeln, zu kalibrieren und zu validieren. Angesichts der schwierigen und heterogenen Patientenpopulation wurde das Studienprotokoll so konzipiert, dass eine strikte prä- und postoperative Bildgebung durchgeführt werden konnte, mit dem Ziel, vollständige Datensätze struktureller, funktioneller und demografischer Daten zu erhalten. Obwohl das Computersimulationsmodell an einer kleinen Patientengruppe validiert wurde, sind größere randomisierte Beobachtungsstudien an Patienten erforderlich, die darauf abzielen, den möglichen positiven Effekt des Einsatzes von Computertools bei der Reduzierung AVF-bedingter klinischer Probleme zu bewerten.