Preoperativ arteriovenøs fistelsimuleringsstudie (ShuntSimulationStudy) (3S)

End-stage renal disease (ESRD) er et stort og voksende helseproblem forbundet med betydelige kostnader. Ved utgangen av 2010 oversteg den globale pasientpopulasjonen som trenger kronisk nyreerstatningsterapi (RRT) 2 millioner, hvorav omtrent 90 % er avhengig av hemodialyse (HD). Antall pasienter avhengig av RRT forventes å øke årlig med 8 %. Basert på dette tallet er det forventet at 7,3 millioner ESRD-pasienter i 2030 trenger HD-behandling. For å lette adekvat HD-behandling er pålitelig vaskulær tilgang (VA) obligatorisk og kan gis enten ved å lage en autolog arteriovenøs fistel (AVF), en arteriovenøs protese (AVG) eller et sentralt venekateter (CVC). Retningslinjer fra National Kidney Foundation (NKF K/DOQI Guidelines), Vascular Access Society (Good Nephrological Practice Guidelines) og European Dialysis and Transplant Association (European Best Practice Guidelines on vascular access) tar til orde for implementering av en fullstendig autolog fistelpolicy. for å maksimere bruken av AVF fremfor AVG og CVC fordi AVF har den beste langsiktige åpenheten, færre komplikasjoner og krever færre intervensjoner når de er fullstendig modne. Selv om implementeringen av preoperativ ultralydundersøkelse for karvurdering har redusert antallet tidlige AVF-svikt ved å forbedre utvalget av de best egnede karene og stedet for AVF-oppretting, er kort- og langsiktig AVF-dysfunksjon fortsatt den viktigste årsaken til sykelighet og sykehusinnleggelse i HS-pasienter, og er derfor den største begrensningen for HS-behandling. Denne dysfunksjonen er vanligvis assosiert med ikke-modning av den nyopprettede AVF eller dannelse av neo-intimal hyperplasi (NIH) som potensielt resulterer i redusert tilgangsstrøm og eventuell fisteltrombose hos opptil 50 % av AVF. På den annen side kan den vaskulære banen med lav motstand via AVF føre til hindret perfusjon av ekstremiteten distalt av AV-anastomosen, noe som resulterer i håndiskemi (HAIDI = Hemodialysis Access Induced Distal Ischemi), mens en rikelig AVF-strøm kan føre til utviklingen av venstre ventrikkelhypertrofi, begge med potensielt alvorlige konsekvenser. Disse høystrømskomplikasjonene forekommer i omtrent 20 % av fistlene. Tallrike studier har undersøkt alternative preoperative kartleggingsverktøy og kriterier for reduksjon av AVF-relaterte komplikasjoner. Nåværende klinisk bruk av disse individuelle verktøyene og parameterne tar imidlertid ikke hensyn til deres potensielle samspill på systemnivå. Derfor kan man vurdere at flere prognostiske parametere innenfor en enkelt pasient sannsynligvis er mer verdifulle for å forbedre resultatet, og derfor er det nærliggende å skreddersy typen AVF til den enkelte pasient. En mulig løsning for å håndtere flere uavhengige prognostiske faktorer er implementering av et prediktivt pasientspesifikt beregningsverktøy som relaterer geometriske, mekaniske og hemodynamiske parametere ved hjelp av fysiske lover. Som et resultat tar beregningsverktøyet det komplekse samspillet mellom ulike prognostiske parametere i betraktning og tar hensyn til individuelle forskjeller i anatomi, fysiologi, demografi og hemodynamikk. Et slikt innovativt beregningsverktøy åpner nye muligheter. Ved å forutsi postoperativ flyt kan ovennevnte skadelige hendelser muligens forhindres. Høy-flow (>1500ml/min) og lav-flow (<600ml/min) vaskulær tilgang kan da forutsies og følgelig avvises og en mer passende AVF-konfigurasjon velges.

Følgelig er simulering av utfall etter AVF-oppretting for hånden. Nylig har gjennomførbarheten av VA-beregningssimulering blitt undersøkt og bevist i ARCH FP7 ICT-224390-prosjektet (ARCH; pasientspesifikk bildebasert beregningsmodellering for forbedring av kort- og langsiktig resultat av vaskulær tilgang hos pasienter på hemodialyseterapi ). Innenfor denne teknologiske og kliniske studien ble det utført longitudinell innsamling av kardiovaskulære data med den hensikt å utvikle, kalibrere og validere pasientspesifikke modelleringsverktøy for kirurgisk planlegging og assistanse i håndteringen av komplikasjoner som oppstår ved opprettelse av AVF. Gitt den vanskelige og heterogene pasientpopulasjonen, ble studieprotokollen utformet på en slik måte at pre- og postoperativ avbildning kunne utføres strengt, med sikte på komplette datasett med strukturelle, funksjonelle og demografiske data. Selv om beregningssimuleringsmodellen har blitt validert i en liten pasientgruppe, er det nødvendig med større randomiserte observasjonspasientstudier, med sikte på å evaluere den potensielle fordelaktige effekten av bruk av beregningsverktøy for å redusere AVF-relaterte kliniske problemer.