3D-Druck-Technologie zur Planung des Verschlusses des linken Herzohrs

Vorhofflimmern ist die häufigste Herzrhythmusstörung, von der 8,5% der Allgemeinbevölkerung in Hongkong betroffen sind. Systemische Embolisierung, insbesondere Schlaganfall, ist die häufigste schwerwiegende Komplikation von Vorhofflimmern. Eine langfristige orale Antikoagulation wird für die meisten Vorhofflimmerpatienten zur Embolieprävention empfohlen. Eine solche Therapie ist jedoch mit einem erhöhten Blutungsrisiko verbunden und nicht alle Personen kommen für diese Therapie in Frage.

Das linke Herzohr (LAA) ist die übliche Quelle für Embolien bildende Gerinnsel. Die Okklusion des LAA-Ostiums (LAAO) mit einem perkutanen Implantat bei Patienten mit nicht-valvulärem Vorhofflimmern hat sich als Alternative zur Antikoagulation zur Embolieprävention etabliert.

Der prozedurale Erfolg erfordert eine sorgfältige Planung und ein Verständnis der Anatomie des LAA sowie der Interaktion zwischen dem Herzohr und dem Okklusionsimplantat. Allerdings existiert eine Komplexität und Variabilität der LAA-Anatomie, und diese anatomischen Variationen zwischen Individuen stellen Herausforderungen für die genaue Dimensionierung und Positionierung des Implantats dar. Bestimmte anatomische Variationen des Herzohrs, beispielsweise das Vorhandensein einer scharfen Biegung im proximalen oder mittleren Teil des dominanten Lappens oder prominenter Pektinatmuskeln, stellen besondere Herausforderungen für die Implantation des Implantats dar und erfordern eine spezifische Implantationstechnik. Die Beurteilung der LAA-Anatomie stützt sich auf Bildgebung, üblicherweise eine Kombination aus peri-interventioneller 2D-transösophagealer Echokardiographie (TEE) mit Durchleuchtungsführung und seltener prä-interventioneller Computertomographie (CT). Da die Lappen des LAA in verschiedenen Ebenen existieren, muss die Bildgebung in mehreren Ebenen erfolgen, um das gesamte LAA darzustellen. Selbst mit moderner Bildgebung ist ein vollständiges Verständnis der 3D-Geometrie des Herzohrs herausfordernd, und die mechanische Interaktion zwischen dem Implantat und der Anatomie ist schwer vorherzusagen oder zu quantifizieren.

Die Limitierung der Bildgebung bei der Beurteilung der LAA-Anatomie kann zu einer ungenauen Dimensionierung des Implantats führen. Über- oder Unterdimensionierung erhöhen die Wahrscheinlichkeit von Perikarderguss, unvollständiger Okklusion und Implantatembolisation. Eine unvollständige Okklusion des LAA-Ostiums ist häufig und kann die prozedurale Wirksamkeit der Embolieprävention gefährden. Eine Neudimensionierung des Implantats während des Eingriffs verlängert die Prozedurzeit sowie die Strahlenexposition; darüber hinaus kann eine Neupositionierung des Implantats im Herzohr unbeabsichtigte Gewebeverletzungen verursachen und das Risiko einer Herzperforation erhöhen. Tatsächlich bleibt die Komplikationsrate bei LAAO-Eingriffen in der klinischen Praxis relativ hoch.

3D-Druck (3DP) ist eine neuartige Technologie, die ein patientenspezifisches Modell jedes beliebigen anatomischen Teils des Herzens für präoperative Implantattests und prozedurale Simulationen erstellen kann. Die Simulations-„Probeerfahrung“ kann das Vertrauen des Operateurs stärken und es ihm ermöglichen, Schwierigkeiten vor der eigentlichen Intervention vorherzusehen; dies könnte potenziell die Prozedurzeit (und damit Kosten und Strahlengefahr), die Neudimensionierung des Implantats, die Anzahl der Freisetzungsversuche reduzieren und den prozeduralen Erfolg fördern.

Das Ziel dieses Projekts ist es, den Effekt eines 3D-gedruckten patientenspezifischen LAA-Modells im Vergleich zur Standard-Bildgebungsplanung auf die prozedurale Wirksamkeit und Sicherheit von LAAO zu evaluieren.

Das Projekt wird in zwei Teile unterteilt:

Teil I Technische Validierung der 3D-gedruckten LAA-Modelle Die Validierung der anatomischen Genauigkeit und Materialeigenschaften des 3D-gedruckten LAA-Modells wird bei 30 Patienten durchgeführt, die zur klinisch indizierten chirurgischen Exzision des LAA überwiesen wurden.

Teil II Randomisierte klinische Studie zum additiven Nutzen von 3D-Druck für LAAO. Die Untersucher führen eine randomisierte, kontrollierte, offene Studie bei 200 Patienten durch, die sich in unserem Krankenhaus einem LAAO zur Schlaganfallprävention unterziehen.

Berechtigte Probanden werden durch ein Computerprogramm im Verhältnis 1:1 entweder der präoperativen Planung mit einem 3D-gedruckten LAA-Modell (3D-Druck-Arm) oder der alleinigen Standard-Bildgebungsplanung (kein-3D-Druck-Arm) randomisiert zugeteilt.

Die Untersucher stellen die Hypothese auf, dass die präoperative 3DP-Planung trotz der allein durch Bildgebung bereitgestellten Messungen helfen könnte, die korrekte Position innerhalb des LAA zu finden, das Implantat zu dimensionieren und die Wahl des Verschlussimplantats zu lenken.