3D-printingteknologi for planlegging av lukking av venstre øreflipp

Atrieflimmer er den vanligste hjerterytmeforstyrrelsen og rammer 8,5 % av den generelle befolkningen i Hongkong. Systemisk embolisering, spesielt hjerneslag, er den hyppigste alvorlige komplikasjonen ved atrieflimmer. Langvarig oral antikoagulering anbefales for de fleste atrieflimmerpasienter for å forebygge emboli. Imidlertid er slik behandling forbundet med en økt risiko for blødning, og ikke alle er kandidater for denne terapien.

Det venstre atrieflimmeranheng (LAA) er den vanlige kilden til klumpen som emboliserer. Okkulusjon av LAA-åpningen (LAAO) med perkutant anlegg hos pasienter med ikke-klaffebetinget atrieflimmer har dukket opp som et alternativ til antikoagulering for forebygging av emboli.

Prosedymessig suksess krever nøye planlegging og forståelse av LAA-anatomien, samt samspillet mellom anhenget og okklusjonsanlegget. Imidlertid finnes det kompleksitet og variasjon i LAA-anatomien, og disse anatomiske variasjonene blant individer utgjør utfordringer for nøyaktig dimensjonering og posisjonering av anlegget. Visse anatomiske variasjoner av anhenget, for eksempel tilstedeværelsen av en skarp bøy i den proksimale eller midtre delen av den dominerende lappen, eller fremtredende pectinate-muskler, utgjør spesielle utfordringer for implantasjon av anlegget og krever forhåndsspesifisert implantasjonsteknikk. Vurdering av LAA-anatomien er avhengig av bildebehandling, vanligvis ved å kombinere peri-intervensjonell 2D transøsofageal ekkokardiografi (TEE) med fluoroskopisk veiledning og, sjeldnere, med pre-intervensjonell datortomografi (CT). Siden lappene i LAA finnes i forskjellige plan, må bildebehandling gjøres i flere plan for å visualisere hele LAA. Selv med avansert bildebehandling er det utfordrende å fullt ut forstå anhengets 3D-geometri, og det mekaniske samspillet mellom anlegget og anatomien er vanskelig å forutsi eller kvantifisere.

Begrensningene ved bildebehandling i vurderingen av LAA-anatomien kan føre til unøyaktig dimensjonering av anlegget. Over- eller underdimensjonering øker sjansen for perikardial effusjon, ufullstendig okklusjon og embolisering av anlegget. Ufullstendig okklusjon av LAA-åpningen er vanlig og kan true prosedyrens effektivitet i forebygging av emboli. Omdimensjonering av anlegget under prosedyren forlenger prosedyretiden samt stråleeksponeringen; dessuten kan omposisjonering av anlegget innenfor anhenget forårsake utilsiktet vevsskade og øke risikoen for hjerteperforasjon. Faktisk forblir prosedyrekomplikasjonsraten for LAAO ganske høy i praksis.

3D-printing (3DP) er en ny teknologi som kan lage en pasientspesifikk modell av enhver gitt anatomisk del av hjertet for preoperativ testing av anlegg og prosedyresimulering. Simulerings-«repetisjons»-opplevelsen kan øke operatørens selvtillit, slik at operatøren kan forutse vanskeligheter før selve inngrepet; dette kan potensielt redusere prosedyretiden (og dermed kostnader og strålefare), omdimensjonering av anlegg, antall utplasseringsforsøk og fremme prosedyresuksess.

Målet med dette prosjektet er å evaluere effekten av 3D-printet pasientspesifikk LAA-modell sammenlignet med standard bildeplanlegging på prosedyreeffektivitet og sikkerhet ved LAAO.

Prosjektet vil bli delt inn i to deler:

Del I Teknisk validering av 3D-printede LAA-modeller Validering av anatomisk nøyaktighet og materialegenskaper til den 3D-printede LAA-modellen vil bli utført hos 30 pasienter henvist for klinisk indikert kirurgisk fjerning av LAA.

Del II Randomisert klinisk studie om tilleggsfordelen med 3D-printing for LAAO. Forskerne vil gjennomføre en randomisert, kontrollert, åpen studie hos 200 pasienter som gjennomgår LAAO for slagforebygging ved vårt sykehus.

Kvalifiserte deltakere vil bli tilfeldig tildelt av et dataprogram i et 1:1-forhold til enten preoperativ planlegging ved bruk av 3D-printet LAA-modell (3D-printingsarm) eller standard bildeplanlegging alene (ingen-3D-printingsarm).

Forskerne antar at preoperativ 3DP-planlegging kan bidra til å finne riktig posisjon innenfor LAA, dimensjonere anlegget og veilede valget av lukkeanlegget til tross for målingene som tilbys av bildebehandling alene.