Verbund

Patientenindividuelle medizintechnische Planungsmo­delle für Eingriffe an Herzklappen (PiTHE)

Operationen an den Herzklappen sind komplexe Operationen mit einem hohen Komplikati­onsrisiko. Bisher ist man während der Operationsplanung auf zweidimensionale Bilddaten und das dreidimensionale Vorstellungsvermögen des Chirurgen angewiesen. Die Planung anhand der Bilddaten gestaltet sich oft schwierig und eine endgültige Entscheidung über die verwendete Operationstechnik findet häufig erst während der Operation statt, wenn der Me­diziner die Herzstrukturen ertasten kann. Dass das Herz während der Operation in einem relaxierten Zustand ist, erschwert die Entscheidung zusätzlich. Durch eine bessere Planung könnte die Therapieentscheidung schneller und besser getroffen werden.

Das Ziel des Projektes ist es daher, die Planung von Operationen an den Herzklappen zu verbessern und die Entscheidung für die Wahl des sinnvollsten Operationsweges zu erleich­tern. Dazu werden dreidimensionale haptische Planungsmodelle erstellt, die die gleiche Elastizität und Beschaffenheit haben wie die Herzklappenstrukturen des Patienten. Als Grundlage dafür dienen dreidimensionale Ultraschallbilddaten der Herzklappen und des Hal­teapparates der Herzklappen. Daraus kann das Herzklappen-Modell generativ gefertigt wer­den.

Herzchirurgen können anhand dieser Modelle ohne den Zeitdruck bei einer Herz-OP die ge­naue Beschaffenheit der Herzklappen sehen und erfühlen. Auch die Struktur des Gewebes und mögliche Schwachstellen des Halteapparates sollen anhand der Modelle visualisiert und im wahrsten Sinne des Wortes begreifbar werden. Darüber hinaus kann der Chirurg das Mo­dell physikalisch verändern, also durch Schnitte oder Nähte einen Soll-Zustand herstellen. Das veränderte Modell kann anschließend wieder digital eingelesen werden. Auf Grundlage des Ist-Zustands sowie des geplanten Ergebnisses wird eine Chirurgieschablone erstellt, die während der Operation zur Übertragung der Planung auf die intraoperative Situation, also die Herzklappenstruktur des Patienten, dienen soll.

Damit soll erstmals ein Gesamtsystem geschaffen werden, das die Erzeugung von Pla­nungsmodellen in der Klinik erlaubt, indem die Prozesse vereinfacht und automatisiert wer­den und die notwendigen Softwaremodule in die Ultraschallsysteme der klinischen Benutzer eingebunden werden.