좌심이 첨부 폐쇄 계획을 위한 3D 프린팅 기술

심방세동은 홍콩 일반 인구의 8.5%에 영향을 미치는 가장 흔한 심장 부정맥입니다. 전신 색전증, 특히 뇌졸중은 심방세동의 가장 빈번한 주요 합병증입니다. 대부분의 심방세동 환자에게 색전증 예방을 위해 장기간 경구 항응고 요법이 권장됩니다. 그러나 이러한 치료는 출혈 위험 증가와 관련이 있으며 모든 개인이 이 치료의 적응증이 되는 것은 아닙니다.

좌심이궁(LAA)은 색전을 일으키는 혈전의 일반적인 근원입니다. 비판막성 심방세동 환자에서 경피적 장치를 이용한 좌심이궁 개구부 폐쇄(LAAO)는 항응고 요법의 대안으로 색전증 예방을 위해 등장했습니다.

시술 성공은 좌심이궁의 해부학적 구조와 이궁과 폐쇄 장치 간의 상호작용에 대한 신중한 계획과 이해를 요구합니다. 그러나 좌심이궁 해부학적 구조의 복잡성과 변이가 존재하며 이러한 개인 간 해부학적 차이는 장치의 정확한 크기 조절과 위치 선정에 어려움을 줍니다. 예를 들어, 지배적 엽의 근위부나 중간부에 급격한 굴곡이 존재하거나 두드러진 빗살근과 같은 특정 이궁 해부학적 변이는 장치 이식에 특별한 도전을 제기하며 사전에 지정된 이식 기술을 요구합니다. 좌심이궁 해부학적 구조 평가는 영상의학에 의존하며, 일반적으로 시술 주변 2차원 경식도 심초음파(TEE)를 투시 유도와 결합하고, 덜 빈번하게는 시술 전 컴퓨터 단층촬영(CT)을 사용합니다. 좌심이궁의 엽들이 다른 평면에 존재하기 때문에 전체 좌심이궁을 시각화하기 위해 다중 평면에서 영상 촬영이 이루어져야 합니다. 고급 영상 기술을 사용하더라도 이궁의 3차원 기하학적 구조를 완전히 이해하는 것은 어려우며, 장치와 해부학적 구조 간의 기계적 상호작용을 예측하거나 정량화하기 어렵습니다.

좌심이궁 해부학적 구조 평가에서 영상의학의 한계는 부정확한 장치 크기 조절로 이어질 수 있습니다. 과대 또는 과소 크기 조절은 심막 삼출, 불완전 폐쇄 및 장치 색전증 가능성을 증가시킵니다. 좌심이궁 개구부의 불완전 폐쇄는 흔하며 색전증 예방에서 시술 효능을 위태롭게 할 수 있습니다. 시술 중 장치 크기 재조정은 시술 시간과 방사선 노출을 연장하며, 더욱이 이궁 내 장치 위치 재조정은 의도하지 않은 조직 손상을 일으키고 심장 천공 위험을 증가시킬 수 있습니다. 실제로, 실제 임상 현장에서 좌심이궁 폐쇄 시술 합병증률은 상당히 높게 유지됩니다.

3D 프린팅(3DP)은 수술 전 장치 테스트와 시술 시뮬레이션을 위해 심장의 특정 해부학적 부위에 대한 환자 맞춤형 모델을 생성할 수 있는 새로운 기술입니다. 시뮬레이션 "리허설" 경험은 시술자의 자신감을 향상시켜 실제 중재 시술 전 어려움을 예상할 수 있게 하여, 잠재적으로 시술 시간(따라서 비용과 방사선 위험), 장치 크기 재조정, 배치 시도 횟수를 줄이고 시술 성공을 촉진할 수 있습니다.

이 프로젝트의 목표는 3D 프린팅 환자 맞춤형 좌심이궁 모델이 표준 영상 계획과 비교하여 좌심이궁 폐쇄 시술의 효능과 안전성에 미치는 영향을 평가하는 것입니다.

이 프로젝트는 두 부분으로 나뉩니다:

파트 I: 3D 프린팅 좌심이궁 모델의 기술적 검증 임상적으로 지시된 좌심이궁 외과적 절제를 위해 의뢰된 30명의 환자에서 3D 프린팅 좌심이궁 모델의 해부학적 정확성과 재료 특성 검증이 수행됩니다.

파트 II: 좌심이궁 폐쇄를 위한 3D 프린팅의 부가적 이점에 대한 무작위 임상 시험. 연구자들은 우리 병원에서 뇌졸중 예방을 위해 좌심이궁 폐쇄를 받는 200명의 환자를 대상으로 무작위, 대조, 개방 표지 시험을 수행할 것입니다.

적격 대상자는 컴퓨터 프로그램에 의해 1:1 비율로 3D 프린팅 좌심이궁 모델을 이용한 수술 전 계획(3D 프린팅 군) 또는 표준 영상 계획만(비-3D 프린팅 군)으로 무작위 배정될 것입니다.

연구자들은 영상만으로 제공되는 측정치에도 불구하고, 수술 전 3D 프린팅 계획이 좌심이궁 내 올바른 위치 찾기, 장치 크기 조절 및 폐쇄 장치 선택 안내에 도움이 될 수 있다고 가정합니다.