Kirurgisk planering för rekonstruktion av komplexa hjärtfel

I USA föds ungefär 1 av 200 barn varje år med skadliga medfödda hjärtfel (CHD) som kräver någon form av medicinsk behandling. Ofta består dessa defekter av hål i septum (väggarna mellan hjärtkamrarna) och/eller onormal utveckling av hjärtkamrarna eller större blodkärl. Kirurgi är det primära behandlingsförloppet för många av dessa patienter och genom användning av plåster och konstgjorda kärl är det ofta möjligt att reparera defekterna och återskapa den normala blodflödesbanan genom hjärtat.

Dessa tekniker är dock inte alltid enkla, och kirurgen måste vara mycket noga med att inte skada hjärtats pumpfunktion. I mer komplexa fall måste kirurgen välja mellan flera reparationsstrategier som kommer att ha stor effekt på patientens långsiktiga hälsa. Det skulle vara till hjälp i sådana fall för kirurgen att kunna bedöma reparationsalternativen före operationen med hjälp av virtuella 3-dimensionella representationer av patientens anatomi. Att ha denna förmåga skulle ta bort en del av osäkerheten från beslutsprocessen genom att ge korrekta förutsägelser om postoperativ anatomi.

Faktum är att tekniken finns för att inkludera ett sådant kirurgiskt planeringsverktyg i standardbehandlingsförloppet för dessa patienter. Med hjälp av anatomiska 3D-bilder, inhämtade från grundläggande tekniker som magnetisk resonans (MR), datortomografi (CT) och ekokardiografi, har ingenjörer vid Georgia Tech förmågan att bygga exakta 3D-modeller av patientens anatomi, såsom hjärtat. Genom att använda dessa modeller med ett toppmodernt grafiskt manipuleringsverktyg skulle kirurger ha förmågan att virtuellt operera patienten och välja den optimala behandlingsmetoden, som tidigare diskuterats. Liknande tekniker har redan utvecklats och använts för att planera operationer för en begränsad delmängd av CHD-patienter med en enda ventrikelfysiologi.

Syftet med denna studie är att vidareutveckla dessa tekniker och tillämpa dem på ett bredare spektrum av CHD-patienter. För att göra detta kommer patienter som genomgår en lämplig kirurgisk reparation att rekryteras för att delta i studien. Bilder erhållna från preoperativa skanningar kommer att användas för att bygga den anatomiska modellen, som kirurgen kommer att manipulera för att testa de olika tillgängliga alternativen. Genom att framgångsrikt testa och så småningom implementera dessa tekniker i standardvården för CHD-patienter, kommer det optimala tillvägagångssättet för rekonstruktion att implementeras oftare, och därmed kommer patientresultaten att förbättras.