Konzeption, Entwicklung und Evaluation eines kostengünstigen reproduzierbaren Gefäßmodells für die Simulation und das Training endovaskulärer interventioneller Prozeduren an der Aorta anhand anatomischer Vorlagen eines realen Patienten

Seit Einführung der endovaskulären Aneurysmareperatur in den
klinischen Alltag ist die Anzahl der elektiv durchgeführten
Interventionen deutlich gestiegen. Gleichzeitig ist dieses
minimalinvasive Verfahren einem ständigen Fortschritt unterworfen
und entwickelt sich stetig weiter. Um diesen Entwicklungen gerecht
zu werden bedarf es einerseits einer guten Ausbildung
endovaskulärer Chirurgen und interventioneller Radiologen.
Andererseits ist es notwendig vor Anwendung am Patienten technische
Neuerungen so realitätsnah und umfassend wie möglich zu evaluieren.
Industriell gefertigte Modelle und Computersimulatoren bieten zwar
eine realitätsnahe Simulation der endovaskulären Eingriffe, sind
jedoch aufgrund der extrem hohen Anschaffungskosten kaum in
medizinischen Einrichtungen verbreitet und meist auf Industrie
gesponsorte Workshops beschränkt. Ziel der vorliegenden Arbeit war
es, ein aortales Gefäßmodell zu entwickeln, welches ein
Aortenaneurysma trägt und nach Anschluss an ein Perfusionssystem
die Simulation endovaskulärer aortaler Eingriffe ermöglicht, um
diese zu trainieren und neue Methoden zu erproben. Das Modell
sollte kostengünstig, zugleich aber mit hoher Genauigkeit und ohne
großen Aufwand reproduzierbar sein. Prinzip des Modellbaus war es
aus dem CT-Datensatz eines an unserem Institut behandelten
Patienten mittels gängiger Modelliermittel eine Kopie aus Silikon
zu konstruieren. Dabei kamen die Techniken des modernen Formenbaus
zur Anwendung um die Reproduzierbarkeit des Modells zu ermöglichen.
Für die Erzeugung eines Kreislaufs im Modell wurde eine
selbstansaugende Niedervolt-Durchlaufpumpe angeschlossen. Das
fertiggestellte Aortenmodell wurde durch zwei erfahrene
interventionelle Radiologen hinsichtlich des Realitätsbezugs bei
der Simulation von endovaskulären Interventionen evaluiert. Die
Bewertung fand nach dem Schulnotenprinzip statt, wobei die Note 1
einem sehr hohen, die Note 6 keinem Realitätsbezug entsprach. Es
wurden mehrere Kategorien unterschieden: Die Anatomie des Modells
allgemein sowie die Anatomie der Pathologien, die Visualisierung
durch verschiedene radiologische Modalitäten (CTA, MRA,
Fluorsokopie mit DSA und Roadmap), die Simulation des Workflows,
von der Punktion über das Legen der Schleuse bis zur
Kontrasmittelinjektion über einen Katheter, sowie insbesondere die
Führung des Führungsdrahtes. Ein weiteres Bewertungskriterium war
der Erfolg bzw. Misserfolg der Sondierungen aller Gefäßabgänge
mittels eines weichen und eines steiferen Führungsdrahtes und frei
wählbarer Angiografiekatheter. In diesem Zusammenhang wurde auch
die Compliance der Gefäße als Realitätskriterium erfasst.
Abschließend wurde der Realitätsbezug des Modells insgesamt
bewertet und die Kosten kalkuliert. Zusammenfassend wurde das
Modell mit einer Note 2, entsprechend einem hohen Realitätsbezug
bewertet. Die Evaluation zeigte die realitätsnahe Visualisierung in
allen relevanten radiologischen Modalitäten sowie die gute
Simulation von Workflow und Führung des Führungsdrahtes sowie der
Angiographiekatheter. Auch die anatomische Realitätsnähe des
Aortenmodells wurde von den Radiologen insgesamt positiv bewertet.
Allerdings zeigten die wenige Millimeter zu weiten Durchmesser der
Gefäßabgänge die Grenzen der verwendeten Herstellungstechnik auf.
Diese waren ein notwendiger Kompromiss bei der segmentierten
Konstruktion, wodurch zu Lasten der Durchmesser die
Reproduzierbarkeit des Modells gewährleistet wurde. Mit einem
Bruchteil der Kosten für ein industriell gefertigtes Modell stellt
dieses Aortenmodell eine ernst zu nehmende Alternative dar. Es kann
sowohl im Ausbildungs- als auch im Forschungsbereich angewendet
werden und ist aufgrund seiner Kostengünstigkeit für einen breiten
Einsatz gut geeignet.