3D- Druck in der Herzchirurgie

Die Gesellschaft der Freunde des DHZB e.V. fördert den Einsatz von 3D-Druckern in der Herzmedizin. Mit Unterstützung der Herzfreunde erforscht und testet ein Team der Klinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie am DHZB, unter Leitung von Oberarzt Dr. Jörg Kempfert, diese neuen Möglichkeiten für eine noch bessere und sicherere Herzchirurgie.

Mit Hilfe von 3D-Druckern lassen sich aus den Daten von Ultraschall-, Röntgen oder MRT-Untersuchungen millimetergenaue und maßstabsgetreue Abbilder des Herzens oder umgebender Blutgefäße anfertigen. Mit diesen Kunststoffmodellen kann die Behandlung dem Patienten und den Angehörigen besser erklärt werden. Auch für die Mediziner ist der Eingriff am Herzen aufgrund der Modelle besser planbar. Schließlich können benötigte technische Hilfsmittel wie etwa eine künstliche Herzklappe oder Stents zur Erweiterung verengter Blutgefäße künftig anhand von Modellen aus dem 3D-Drucker individuell passgenau gefertigt werden.

Medizinischer Hintergrund

Mit Anwendung moderner Softwareverfahren ist es möglich, hochauflösende medizinische Bildgebung zu segmentieren und hieraus plastische 3D-Modelle aus verschieden Materialen innerhalb kurzer Zeit herzustellen. Auch komplexe Anatomien des Patienten sind somit für das behandelnde Team wesentlich leichter und allumfassend zu verstehen. Eine individuelle Behandlungsstrategie unter Nutzung minimalinvasiver Zugangswege kann hiermit präzise geplant werden. Ein entscheidender Vorteil dieser Technologie ist es, basierend auf einer geometrischen Analyse, neue Behandlungsmethoden anzuwenden und/oder eine perfekte Exposition des Operationsgebietes bei minimalisiertem Zugangsweg zu erreichen. Damit können neuartige und insbesondere weniger traumatische Behandlungsstrategien auch bei komplexen Operationen angewandt werden.

Eine Applikationsmöglichkeit: Rechtsseitige anterolaterale Thorakotomie (RALT) für Eingriffe an der Aortenklappe

Chirurgische Eingriffe an der Aortenklappe sind die häufigsten Herzklappenoperationen weltweit. Der bewährte, klassische Zugang zur Aortenklappe geschieht mit vollständiger oder partieller Durchtrennung des Brustbeins. Insbesondere für Patienten mit Begleiterkrankungen bieten Operationstechniken ohne Notwendigkeit, das Brustbein zu durchtrennen, den Vorteil einer rascheren Rekonvaleszenz, einer frühzeitigeren Entwöhnung von der maschinellen Beatmung, einer schnelleren Mobilisierung und der Vermeidung von kritischen Wundheilungsstörungen. Dies gilt insbesondere für Patienten mit begleitenden Lungenerkrankungen, eingeschränkter Mobilität und Risikofaktoren für eine verzögerte Wundheilung. Entscheidend bei der Wahl des RALT-Zugangsweges ist es jedoch, keine Einbußen bei der Sicht auf das Operationsgebiet (also die Aortenklappe) zu haben. Da es eine erhebliche anatomische Variationsbreite bei der Lage des Herzens, der Aortenklappe und der Hauptschlagader (Aorta ascendens) im Brustkorb gibt, ist es für die Strategieplanung von besonderer Bedeutung, erkennen zu können, ob ein Patient für die Anwendung des RALT-Verfahrens geeignet ist und welcher Zwischenrippenraum als Zugangsweg ideal ist. Das Geheimnis des Erfolges liegt dabei in der Nutzung moderner Bildgebungsverfahren, wie z. B. die hochauflösende Computertomographie. Ein hieraus gefertigtes 3D-Modell bietet darüber hinaus dem behandelnden Team einen einzigartigen plastischen und optischen Eindruck der Anatomie, womit die Situation während der Operation bereits präoperativ erfasst werden kann und kritische Momente vermieden werden.

Wissenschaftliche Analyse des Verfahrens und Nutzung für Ausbildung

Mit Unterstützung der Herzfreunde nutzt das DHZB die 3D-Drucktechnologie, um wissenschaftlich den Einsatz des RALT Verfahrens systematisch zu analysieren. Hierbei sollen modellierte Winkel und anatomische Distanzen mit den realen intraoperativen Verhältnissen verglichen werden. Weiterhin können die erstellten Modelle bei der chirurgischen Ausbildung und beim Erlernen dieser Operationstechnik eingesetzt werden.

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Kontakt

Gesellschaft der Freunde des Deutschen Herzzentrums Berlin e.V.

Frau Ilona Scheffler
Augustenburger Platz 1
13353 Berlin

Tel.: 030-4593-2002
Fax: 030-4593-2137
scheffler[at]dhzb.de