Preoperatieve arterioveneuze fistelsimulatiestudie (shuntsimulatiestudie) (3S)

Eindstadium nierziekte (ESRD) is een groot en groeiend probleem in de gezondheidszorg dat gepaard gaat met aanzienlijke kosten. Eind 2010 bedroeg de wereldwijde patiëntenpopulatie die chronische nierfunctievervangende therapie (RRT) nodig had, meer dan 2 miljoen, waarvan ongeveer 90% afhankelijk is van hemodialyse (HD). Het aantal patiënten dat afhankelijk is van RRT zal naar verwachting jaarlijks toenemen met 8%. Op basis van dit cijfer wordt verwacht dat in 2030 7,3 miljoen ESRD-patiënten een ZvH-behandeling nodig hebben. Om adequate ZvH-therapie mogelijk te maken, is een betrouwbare vasculaire toegang (VA) verplicht en kan worden geboden door ofwel het creëren van een autologe arterioveneuze fistel (AVF), een prothetisch arterioveneus transplantaat (AVG) of een centraal veneuze katheter (CVC). Richtlijnen van de Nationale Nierstichting (NKF K/DOQI-richtlijnen), de Vascular Access Society (Good Nephrological Practice Guidelines) en de European Dialysis and Transplant Association (European Best Practice Guidelines on vascular access) pleiten voor de implementatie van een volledig autoloog fistelbeleid om het gebruik van AVF boven AVG en CVC te maximaliseren, omdat AVF de beste langetermijndoorgankelijkheid heeft, minder complicaties heeft en minder interventies vereist als het eenmaal volledig is gerijpt. Hoewel de implementatie van preoperatief echografisch onderzoek voor vatbeoordeling het aantal vroege AVF-falen heeft verminderd door de selectie van de meest geschikte bloedvaten en locatie voor AVF-creatie te verbeteren, blijft AVF-disfunctie op korte en lange termijn de belangrijkste oorzaak van morbiditeit en ziekenhuisopname in ZvH-patiënten, en is daarom de belangrijkste beperking voor ZvH-behandeling. Deze disfunctie wordt meestal geassocieerd met niet-rijping van de nieuw gecreëerde AVF of de vorming van neo-intimale hyperplasie (NIH), wat mogelijk resulteert in een verminderde toegangsstroom en uiteindelijke fisteltrombose bij tot 50% van de AVF's. Aan de andere kant kan het vasculaire traject met lage weerstand via de AVF leiden tot belemmerde perfusie van de extremiteit distaal van de AV-anastomose, resulterend in handischemie (HAIDI = Hemodialysis Access Induced Distal Ischemia), terwijl een overvloedige AVF-stroom kan leiden tot de ontwikkeling van linkerventrikelhypertrofie, beide met mogelijk ernstige gevolgen. Deze high-flow complicaties komen voor bij ongeveer 20% van de fistels. Talrijke studies hebben alternatieve preoperatieve mappingtools en criteria onderzocht voor het verminderen van AVF-gerelateerde complicaties. Het huidige klinische gebruik van deze individuele tools en parameters houdt echter geen rekening met hun mogelijke wisselwerking op systemisch niveau. Daarom zou men kunnen overwegen dat meerdere prognostische parameters binnen een enkele patiënt waarschijnlijk waardevoller zijn om de uitkomst te verbeteren en daarom ligt het voor de hand om het type AVF aan te passen aan de individuele patiënt. Een mogelijke oplossing om met meerdere onafhankelijke prognostische factoren om te gaan, is de implementatie van een voorspellend, patiëntspecifiek rekeninstrument dat geometrische, mechanische en hemodynamische parameters met elkaar in verband brengt door middel van fysische wetten. Als gevolg hiervan houdt het computationele hulpmiddel rekening met de complexe wisselwerking tussen verschillende prognostische parameters en houdt het rekening met individuele verschillen in anatomie, fysiologie, demografie en hemodynamica. Zo'n innovatieve rekentool opent nieuwe kansen. Door postoperatieve flow te voorspellen, kunnen bovengenoemde nadelige gebeurtenissen mogelijk worden voorkomen. High-flow (>1500ml/min) en low-flow (<600ml/min) vasculaire toegang kan dan worden voorspeld en bijgevolg worden verworpen en er kan een geschiktere AVF-configuratie worden gekozen.

Bijgevolg is simulatie van de uitkomst na het maken van AVF nabij. Onlangs is de haalbaarheid van VA-computersimulatie onderzocht en bewezen in het ARCH FP7 ICT-224390-project (ARCH; patiëntspecifieke beeldgebaseerde computermodellering voor verbetering van korte- en langetermijnresultaten van vasculaire toegang bij patiënten die hemodialysetherapie ondergaan ). Binnen deze technologische en klinische studie werd longitudinale verzameling van cardiovasculaire gegevens uitgevoerd met de bedoeling patiëntspecifieke modelleringstools te ontwikkelen, kalibreren en valideren voor chirurgische planning en hulp bij het beheersen van complicaties die voortkomen uit AVF-creatie. Gezien de moeilijke en heterogene patiëntenpopulatie was het onderzoeksprotocol zo ontworpen dat pre- en postoperatieve beeldvorming strikt kon worden uitgevoerd, gericht op volledige datasets van structurele, functionele en demografische gegevens. Hoewel het computationele simulatiemodel is gevalideerd in een kleine patiëntengroep, zijn grotere gerandomiseerde observationele patiëntenstudies nodig, gericht op het evalueren van het potentiële gunstige effect van het gebruik van computationele hulpmiddelen bij het verminderen van AVF-gerelateerde klinische problemen.