Przedoperacyjne badanie symulacyjne przetoki tętniczo-żylnej (ShuntSimulationStudy) (3S)

Schyłkowa niewydolność nerek (ESRD) jest głównym i narastającym problemem opieki zdrowotnej, związanym ze znacznymi kosztami. Do końca 2010 roku globalna populacja pacjentów wymagających przewlekłej terapii nerkozastępczej (RRT) przekracza 2 miliony, z czego około 90% wymaga hemodializy (HD). Oczekuje się, że liczba pacjentów zależnych od RRT będzie wzrastać rocznie o 8%. Na podstawie tej liczby oczekuje się, że w 2030 roku 7,3 miliona pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek będzie wymagać leczenia HD. Aby ułatwić odpowiednią terapię HD, niezawodny dostęp naczyniowy (VA) jest obowiązkowy i może być zapewniony przez wytworzenie autologicznej przetoki tętniczo-żylnej (AVF), protezę tętniczo-żylną (AVG) lub centralny cewnik żylny (CVC). Wytyczne National Kidney Foundation (Wytyczne NKF K/DOQI), Towarzystwa Dostępu Naczyniowego (Wytyczne Dobrej Praktyki Nefrologicznej) oraz Europejskiego Stowarzyszenia Dializ i Transplantacji (Wytyczne Europejskich Najlepszych Praktyk w zakresie dostępu naczyniowego) opowiadają się za wdrożeniem polityki dotyczącej całkowicie autologicznych przetok aby zmaksymalizować wykorzystanie AVF w stosunku do AVG i CVC, ponieważ AVF mają najlepszą długoterminową drożność, mniej powikłań i wymagają mniej interwencji po pełnym dojrzeniu. Chociaż wdrożenie przedoperacyjnego badania ultrasonograficznego w celu oceny naczyń zmniejszyło liczbę wczesnych niepowodzeń AVF poprzez poprawę wyboru najbardziej odpowiednich naczyń i miejsc do utworzenia AVF, krótko- i długotrwała dysfunkcja AVF pozostaje główną przyczyną zachorowalności i hospitalizacji w pacjentów z HD i dlatego stanowi główne ograniczenie leczenia HD. Ta dysfunkcja jest zwykle związana z niedojrzałością nowo utworzonego AVF lub tworzeniem się neointimal hyperplasia (NIH), co potencjalnie skutkuje zmniejszonym przepływem dostępu i ewentualną zakrzepicą przetoki nawet w 50% AVF. Z drugiej strony, trajektoria naczyniowa o niskim oporze przez AVF może prowadzić do utrudnionej perfuzji kończyny dystalnie od zespolenia AV skutkującej niedokrwieniem ręki (HAIDI = Hemodialysis Access Induced Distal Ischemia), podczas gdy obfity przepływ AVF może prowadzić do rozwoju przerostu lewej komory, oba z potencjalnie poważnymi następstwami. Te powikłania wysokiego przepływu występują w około 20% przetok. Liczne badania dotyczyły alternatywnych narzędzi mapowania przedoperacyjnego i kryteriów redukcji powikłań związanych z AVF. Jednak obecne zastosowanie kliniczne tych indywidualnych narzędzi i parametrów nie uwzględnia ich potencjalnego wzajemnego oddziaływania na poziomie systemowym. Dlatego można uznać, że wiele parametrów prognostycznych u jednego pacjenta jest prawdopodobnie bardziej wartościowych dla poprawy wyników i dlatego oczywiste jest dostosowanie rodzaju AVF do indywidualnego pacjenta. Możliwym rozwiązaniem radzenia sobie z wieloma niezależnymi czynnikami prognostycznymi jest wdrożenie predykcyjnego narzędzia obliczeniowego specyficznego dla pacjenta, które wiąże parametry geometryczne, mechaniczne i hemodynamiczne za pomocą praw fizycznych. W rezultacie narzędzie obliczeniowe bierze pod uwagę złożoną zależność między różnymi parametrami prognostycznymi i uwzględnia indywidualne różnice w anatomii, fizjologii, demografii i hemodynamice. Tak innowacyjne narzędzie obliczeniowe otwiera nowe możliwości. Przewidując przepływ pooperacyjny, można ewentualnie zapobiec wyżej wymienionym szkodliwym zdarzeniom. Można wtedy przewidzieć dostęp naczyniowy o wysokim (>1500 ml/min) i niskim (<600 ml/min) przepływie, a w konsekwencji odrzucić go i wybrać bardziej odpowiednią konfigurację AVF.

W związku z tym symulacja wyniku po utworzeniu AVF jest pod ręką. Ostatnio wykonalność symulacji obliczeniowej VA została zbadana i udowodniona w projekcie ARCH FP7 ICT-224390 (ARCH; specyficzne dla pacjenta modelowanie obliczeniowe oparte na obrazach w celu poprawy krótko- i długoterminowych wyników dostępu naczyniowego u pacjentów poddawanych hemodializie) ). W ramach tego badania technologicznego i klinicznego przeprowadzono podłużne gromadzenie danych sercowo-naczyniowych z zamiarem opracowania, kalibracji i walidacji narzędzi modelowania specyficznych dla pacjenta do planowania operacji i pomocy w leczeniu powikłań wynikających z tworzenia AVF. Biorąc pod uwagę trudną i niejednorodną populację pacjentów, protokół badania został zaprojektowany w taki sposób, aby obrazowanie przed- i pooperacyjne mogło być wykonane w sposób ścisły, mając na celu uzyskanie kompletnych zestawów danych strukturalnych, funkcjonalnych i demograficznych. Chociaż model symulacji obliczeniowej został zwalidowany na małej grupie pacjentów, potrzebne są większe randomizowane obserwacyjne badania pacjentów, mające na celu ocenę potencjalnego korzystnego wpływu zastosowania narzędzi obliczeniowych na zmniejszenie problemów klinicznych związanych z AVF.