dc.contributor.author
Sündermann, Simon
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:50:25Z
dc.date.available
2017-02-10T12:58:36.668Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11074
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15272
dc.description.abstract
Für die Therapie von Erkrankungen der Mitralklappe und der Aortenklappe wurden
in den letzten Jahren zahlreiche neue Therapieformen entwickelt. Nach wie vor
ist der chirurgische Eingriff für die meisten Patienten der Goldstandard.
Jedoch wurden insbesondere für Hochrisikopatienten neue, weniger invasive
Therapieformen entwickelt. Minimalinvasive Operationstechniken und
kathetergestützte Verfahren, welche ohne den Einsatz der Herz-Lungen-Maschine
durchgeführt werden können, erweitern heute das Armamentarium an möglichen
Interventionen. Für diese Therapieformen ist für die Planung und die
Durchführung der Therapie eine hoch entwickelte Bildgebung essentiell, da
häufig keine direkte Sicht auf das Operationsfeld möglich ist. Die CT und die
Echokardiographie haben sich hierfür als wichtigste Modalität herausgestellt.
Die hohe räumliche und zeitliche Auflösung dieser beiden Verfahren ermöglichen
auch den Einsatz zur Weiterentwicklung hin zu patientenspezifischen
Therapieansätzen und zur Simulation von Prozeduren. Die Darstellung der
Mitralklappe in der Computertomographie hat erst in den letzten Jahren an
Relevanz gewonnen, vor allem im Zusammenhang mit kathetergestützten
Therapieformen zur Behandlung von Mitralklappenerkrankungen. In einer Studie
konnten wir den Nutzen der CT zur Planung der kathetergestützten Implantation
eines Mitralklappenannuloplastiebandes zeigen. In einer weiteren Studie wurde
die CT zur Modellierung und Produktion eines patientenspezifischen
Mitralklappenannuloplastierings verwendet, welcher erfolgreich im Tiermodell
implantiert werden konnte. Beide Studien zeigen die hohe Wertigkeit der CT bei
der Darstellung der Mitralklappe und deren Verwendung zur Entwicklung von
patientenspezifischen Therapien der Mitralklappenerkrankungen. Im Bereich der
Behandlung von Aortenklappenerkrankungen, insbesondere bei minimalinvasiven
Therapieformen, ist die CT seit langer Zeit als Standardbildgebungsverfahren
anerkannt. In 3 der in dieser Habilitationsschrift aufgeführten Studien wurde
die CT zur Simulation und patientenspezifischen Planung von Transkatheter-
Aortenklappeneingriffen verwendet. Es gelang zu zeigen, dass es möglich ist,
die Daten zur Rekonstruktion und Modellierung relevanter anatomischer
Strukturen zu verwenden. Insbesondere die Darstellung des Stents ist in
postoperativen CTs durch das Vorhandensein von Verkalkungen schwierig. Es
konnte eine Methode entwickelt werden, die eine exakte Rekonstruktion des
Stents ermöglichte. Anhand der Deformation des extrahierten Stents konnten
Rückschlüsse auf die mechanischen Interaktionen mit dem umgebenden Gewebe
gewonnen werden. Dadurch entstanden nicht nur Erkenntnisse zur Mechanik von
TAVI-Prozeduren, sondern auch die Identifikation von Faktoren, welche das
Auftreten von Komplikationen wie paravalvuläre Lecks und Schrittmacher-
Neuimplantationen begünstigen könnten. Auch eine Anwendung
zurpatientenspezifischen Therapieplanung durch die Implantation von virtuellen
Stents in aus CT-Daten rekonstruierten Aortenwurzelmodellen wurde entwickelt.
Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung dieser Anwendung vorteilhaft bei
der Therapieplanung sein kann und somit das Repertoire an vorhanden
Planungsanwendungen erweitert. Weitere Studien beschäftigen sich mit der
Verwendung der transösophagealen Echokardiographie. In einer Studie wurde die
Fusion von Echokardiographie und Fluoroskopie während MitraClip-Eingriffen als
vorteilhaft identifiziert im Gegensatz zur isolierten Verwendung der
jeweiligen Bildgebung. In einer anderen Studie wurde eine
Standarduntersuchungsmethode zur transösophagealen Echokardiographie beim
Schwein etabliert, um die Weiterentwicklung patientenspezifischer
Therapieverfahren zu vereinfachen. In allen Studien konnte gezeigt werden,
dass Standardbildgebungsverfahren in der Entwicklung von patientenspezifischen
Therapieformen und der Simulation von Therapien verwendet werden können. Die
gewonnenen Erkenntnisse werden in Zukunft weiter an Relevanz gewinnen, da eine
Ausweitung der Anwendung minimalinvasiver und kathetergestützter Verfahren
auch auf Patienten mit mittlerem und niedrigem Operationsrisiko zu erwarten
ist. Die Weiterentwicklung und Ausweitung dieser Methoden wird das Ziel
zukünftiger Studien sein.
de
dc.description.abstract
For the treatment of diseased mitral and aortic valve, several new treatment
modalities have been developed in recent years. Surgical treatment is still
the gold standard therapy for most patients but, especially for patients with
a high perioperative risk, new less invasive therapies have become available.
Minimally invasive operations and catheter based therapies that avoid the use
of the cardio-pulmonary-bypass machine broaden the spectrum of possible
interventions. Sophisticated imaging is necessary to apply and to plan these
therapies because often direct vision to the operative field is not possible.
Computed tomography (CT) and echocardiography have become the most important
modalities in this context. The high spatial and temporal resolution of these
techniques means that they can be used for the development of patient specific
therapy approaches and the simulation of specific procedures. Imaging of the
mitral valve in computed tomography became relevant during the last few years,
especially in the context of catheter based therapies to treat mitral valve
disease. In one study, we were able to show the usefulness of CT for planning
of the catheter based implantation of a mitral valve annuloplasty band. In
another study, CT was used to model and produce a patient specific mitral
annuoloplasty ring, which was then implanted successfully in an animal model.
Both studies showed the high relevance of CT for imaging of the mitral valve
and the use of this data to develop patient specific mitral valve therapies.
For the treatment of aortic valve diseases, especially in minimally invasive
treatment strategies, CT is recognized as the standard imaging modality. In
three of the studies comprising this work, CT was used for simulation and
patient specific planning of transcatheter aortic valve implantation (TAVI)
procedures. It was possible to show that CT data can be used to reconstruct
and model relevant anatomic structures. Especially the depiction of stents is
difficult in postoperative CTs, because of the surrounding calcifications. A
method was developed that enabled exact reconstruction of the stent. The
mechanical interaction of stent and surrounding tissue could be calculated
regarding the deformation of the extracted stent. Thereby, in addition to
providing new insights into the mechanics of TAVI procedures, new factors that
are relevant for the occurrence of complications such as paravalvular leakage
and the need for new pacemaker implantation were identified. Additionally, a
tool was developed that enables virtual stent implantation in aortic root
models that are reconstructed from CT data sets. It was shown that the use of
this tool has advantages for therapy planning and can expand the field of
available planning tools. Additional studies considered the use of
transesophageal echocardiography. In one study, the fusion of echocardiography
and fluoroscopy during Mitraclip implantations was identified as beneficial
compared to the use of each imaging modality in an isolated fashion. In
another study, a standard examination method for transesophageal
echocardiography in the pig was established, to facilitate progression of
patient specific therapies, as the animal model is often used in this context.
In all the studies, it was shown that standard imaging modalities can be used
in the development of patient specific therapies and simulation of therapies.
These insights will become even more relevant in the future, because it can be
expected that the use of minimally invasive and catheter based interventions
will be expanded to patients with intermediate and low perioperative risk.
Further development and expansion of these methods will be the aim of further
studies.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
patient specific therapy
dc.subject
therapy simulation
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Verwendung konventioneller bildgebender Verfahren zur patientenspezifischen
Therapieplanung und Therapiesimulation bei der Behandlung von Erkrankungen der
Mitralklappe und der Aortenklappe
dc.contributor.contact
suendermann@dhzb.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. med. R. de Simone
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. med. H. Thiele
dc.date.accepted
2016-12-12
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000104017-0
dc.title.translated
Use of conventional imaging modalities for patient specific therapy planning
and therapy simulation in the treatment of diseased mitral valves and aortic
valves
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000104017
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000020921
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access