Die Auswirkung der 3D-Herzmodellierung auf die Lebensqualität der Familie und den chirurgischen Erfolg

Die häufigste angeborene Fehlbildung im Kindesalter ist die angeborene Herzkrankheit (KHK). Der Grad der Abweichung des Defekts von der normalen Anatomie bestimmt die Schwere der Symptome. Weltweit sind zwischen 0,8 % und 1,2 % aller Lebendgeburten von KHK betroffen. Während es in den USA bei 1 % von 40.000 Lebendgeburten vorkommt, wurde in asiatischen Ländern berichtet, dass die Rate mit 9,3 pro 1.000 Lebendgeburten am höchsten ist. In der Türkei liegt die Rate Berichten zufolge zwischen 0,6 und 1 % pro 100 Lebendgeburten. Zwischen 25 % und 50 % der mit KHK geborenen Kinder haben Defekte, die eine Operation am offenen Herzen erfordern. Zuverlässige Diagnosemethoden bieten deutlich bessere Behandlungsmöglichkeiten und führen zu einer deutlichen Reduzierung der Sterblichkeit. Neben bildgebenden Verfahren wie der Computertomographie (CT), der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Echokardiographie (ECHO) sind in den letzten Jahren auch 3D-Modellierungs- und Drucktechnologien zu diesen Verfahren hinzugekommen. Es gibt Unterschiede und Vorteile zwischen den verschiedenen bildgebenden Verfahren. Die neueste und sich am schnellsten entwickelnde Methode unter ihnen sind 3D-Drucktechnologien.

Es wird vorhergesagt, dass 3D-Herzmodelle, die aus radiologischen Bildern von Patienten gewonnen werden, für verschiedene Zwecke verwendet werden können. Es wird angegeben, dass für mehrere Zwecke vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden können, von der Planung und Simulation vor dem endgültigen chirurgischen Eingriff bis hin zur patientenspezifischen präoperativen Aufklärung. Es gibt verschiedene Techniken zur Modellierung von Organen mithilfe der 3D-Drucktechnologie, die sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt hat. Für das Herz werden zwei Arten der Herzmodellierung durchgeführt. Dabei handelt es sich um gefüllte Vollkörpermodelle (Blutpool) und Hohlmodelle. Die Hohlmodelle werden aus Signalen gewonnen, die so gesendet werden, dass sie den Umfang des Bereichs begrenzen, in dem sich die Blutlache befindet. Diese Modelle sind als Querschnitt gedruckt und zeigen die intrakardiale Struktur. Technisch gesehen ist die Spitzenherzfrequenz von Kindern jedoch höher als die von Erwachsenen, sodass die Bilder möglicherweise an Klarheit verlieren, mehr Zeit und Mühe erfordern und möglicherweise nicht so nützlich sind. Bei den Volumenmodellen handelt es sich um gefüllte Modelle der Vorhöfe und Ventrikel. Sie werden typischerweise anhand kontrastverstärkter CT- oder MR-Bilder modelliert und gedruckt. Zu diesen Modellen können nichtkardiale Strukturen hinzugefügt werden (z. B. Aorta, Pulmonalarterie, extrakardiale Gefäße, Luftröhre und Speiseröhre), mit dem Ziel, große Gefäßanomalien im Modell darzustellen. Extrakardiale Strukturen sind in der chirurgischen Simulation sehr hilfreich und lassen sich einfacher und schneller modellieren als intrakardiale Strukturen. Insbesondere rezidivierende Pulmonalarterienstenosen und Aortenkoarktationen können erfolgreich behandelt und mit schnellen und patientenspezifischen Modellen positive Ergebnisse erzielt werden. Die Operationszeit chirurgisch simulierter Patienten wird verkürzt und Eingriffe können mit geringeren Kosten und weniger Komplikationen durchgeführt werden.

Gezielte Ergebnisse für den Patienten können durch die Leitung eines multidisziplinären Teams, das den Patienten und seine Familie einschließt, sowie durch den Einsatz chirurgischer Simulationen erreicht werden. Bei lebensbedrohlichen Erkrankungen wie KHK sind Diagnose, Behandlung und Operationsplanung langfristige Prozesse. Dieser Prozess verursacht bei den Eltern schwere psychische Belastungen, beispielsweise eine posttraumatische Belastungsstörung. Der Stress der Eltern/Betreuer nimmt zu und die Lebensqualität der Familie verschlechtert sich, insbesondere wenn der chirurgische Eingriff und die Eingriffe nicht klar verstanden werden. Diese Situation wirkt sich negativ auf den postoperativen Genesungsprozess der Patienten aus. Ein mit guter Technik durchgeführter chirurgischer Eingriff, gefolgt von einem schlechten postoperativen Management, macht viele Eingriffe wirkungslos. Das Verständnis der Schwere der Erkrankung aus Sicht der Eltern kann sowohl die gesundheitsbezogene Lebensqualität des Kindes als auch die Lebensqualität der Familie verbessern und zu positiveren Patientenergebnissen führen. Es wird angenommen, dass die patientenspezifische Modellierung mithilfe der 3D-Drucktechnologie mit Bildern, die mit herkömmlichen Methoden erstellt wurden, all diese Probleme beseitigen kann.