Computergestützte Quantifizierung der rekonstruktiven Mitralklappenchirurgie

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Raffaele De Simone, Ph.D.; Professorin Dr. Sandy Engelhardt
• Fachliche Zuordnung: Herz- und Gefäßchirurgie ; Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398787259

Die rekonstruktive Herzklappenchirurgie ist eine herausfordernde herzchirurgische Form der Therapie von Klappeninsuffizienzen. Speziell die Mitralklappenrekonstruktion weist eine hohe Komplexität auf, welche auf die pathologische Diversität und die verschiedenartigen chirurgischen Strategien zurückzuführen ist. Selbst heute wird im klinischen Alltag der chirurgisch weniger komplizierte Klappenersatz als Alternativbehandlung noch viel zu häufig durchgeführt, obwohl die dadurch bedingte lebenslange Einnahme von Gerinnungshemmern die Lebensqualität des Patienten deutlich verringert. Ziel des Projekts ist im Rahmen einer engen Kooperation zwischen Medizinischer Informatik und Herzchirurgie das heutige chirurgische Vorgehen bei Mitralklappenrekonstruktionen und das Krankheitsbild des Patienten detailliert und erstmals umfangreich quantitativ zu erfassen und zu analysieren. Erst durch Quantifizierung wird ein systematischer und objektiver Vergleich verschiedener chirurgischer Strategien und deren konkreter Umsetzung präzise möglich. Im Rahmen des Projekts werden Methoden aus der computer-assistierten Chirurgie zur videobasierten stereoskopischen Endoskopie weiterentwickelt, um die intraoperative deformierte Klappengeometrie zu ermitteln und automatisch zu quantifizieren. Bisher wurden unseres Wissens nach keine solchen Methoden in der Mitralklappenchirurgie angewendet. Diese Technik ermöglicht eine völlig neuartige Analyse des chirurgischen Vorgehens, beispielsweise können geometrische Korrekturen am Annulus durch eine Ringprothese rechnergestützt quantitativ nachvollzogen werden. Zudem wird ein Vergleich des neuen computerunterstützten Verfahrens mit der traditionellen, „analogen“ Mitralklappenanalyse im Rahmen einer prospektiven klinischen Studie mit retrospektiver Kontrollgruppe durchgeführt. Um eine ganzheitliche perioperative Betrachtung durchzuführen, werden Verknüpfungen zu konventionellen Parametern und Bildgebungen wie der Echokardiographie, die die prä- und postoperative funktionelle Morphologie abbildet, hergestellt. Speziell werden dazu bereits vorhandene Segmentierungswerkzeuge zur Modellierung des dynamischen Klappenapparates Verwendung finden.Das Projekts legt einen wesentlichen Grundstein für die zukünftige Forschung im Bereich computer-basierter Analyse von Weichgewebe sowie Prädiktion der deformierten intraoperativen, sowie der remodellierten postoperativen Mitralklappengeometrie, welches weitere interessante Zukunftsperspektiven bietet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Matthias Karck; Professor Dr. Ivo Wolf