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複雑な経カテーテルedge-to-edge修復術に対する革新的な3Dプリントシミュレータが臨床医の自信に

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デジタルTEERシミュレーターモデルの詳細。

僧帽弁閉鎖不全症(MR)は心臓弁膜症の中で最も一般的な疾患の一つです。僧帽弁の弁尖が適切に閉じず、左心室から左心房への血液の逆流を引き起こす状態です。TEERは、経カテーテル的edge-to-edge修復術としても知られています。これは、血管を通して心臓までカテーテルを挿入することで、高リスク患者のMRを安全かつ効果的に減少させる手技です。カテーテルからクリッピングデバイスを挿入し、弁尖を一緒にクリッピングして閉鎖を改善し、漏れを減少させます。

開心術に比べ低侵襲で、患者の回復時間も短くなります。しかし、これは臨床医にとっては複雑な手技です。僧帽弁クリップを確実に留置するためには正確なカテーテル操作と位置決めが必要であり、クリップ留置のための経食道穿刺のナビゲーションは困難です。

3D技術で臨床の要望に応える

Politecnico di Milanoの機械工学の助教授で、Prof. Giorgio Colomboが率いる研究グループに所属するMichele Bertolini氏に話を聞きました。私たちの話し合いの中で、Beltolini博士は、MRの課題に対処するためのDr. Claudio Capelliとの共同作業や、TEERのトレーニングシミュレーターモデルでサポートしている複雑な治療についての洞察を語っています。彼は、ロンドンのthe Institute of Cardiovascular Science at UCLでの研究期間中、博士課程の学生としてこのモデルに取り組み始めました。市販されているソリューションは、簡略化されすぎていたり、複雑であったり、高価であるという課題がありました。「私たちの目標は、現実的でありながら、使いやすく、持ち運びが可能で、手頃な価格のソリューションを作ることでした。 それは、最適な治療結果を得て、合併症を最小限に抑えるためには、トレーニングと経験が非常に重要だからです」。

3Dプリンタによるシミュレータの設計

このことを念頭において、チームは代表的なCTスキャンのデータセグメンテーションから始めました。リアルに近い3Dプリンタで作られた心臓モデルでトレーニングすることが、最も価値を高めるからです。Mimicsを使って、血液プールから心房と左心室をセグメンテーションしました。次に、3-maticを使用して、モデルを編集し、CTスキャンでは完全には見えない乳頭筋などの特徴を追加した後、交換可能な僧帽弁モデル、経鼻穿刺用の穴、ベースプレートを含むTEERトレーニングプラットフォームを設計しました。最後に、StratasysのPolyJetプリンターと適切なソフトタッチ樹脂を使ってモデルを3Dプリントしました。チームは最近、EUと英国で特許を取得し、シミュレーターのデザインを保護しました。

使用中のベンチトップ型TEERシミュレーター。
使用中のベンチトップ型TEERシミュレーター。
使用中のベンチトップ型TEERシミュレーター。
使用中のベンチトップ型TEERシミュレーター。

TEERシミュレーターによるテスト - I: 準備、Ⅱ:ガイド挿入、Ⅲ:クリップの位置決め、Ⅳ:挿入

臨床医の自信が大幅に向上

シミュレーターをテストするため、彼らは4つのセンターから18人の臨床医に声をかけ、医学生のAngel Babu氏の協力を得て、シミュレーターを使用し、アンケートに答えてもらいました。これらの臨床医のうち、8人はすでにTEERの手技を完了した経験がありました。  この研究では、標準的で理想化された移植モデルを用いて練習した場合と、設計された解剖学的に正確な解決策を用いて練習した場合とで、研修生の自信レベルに与える影響を判断することに焦点を当てました。カテーテルのステアリング、経皮的穿刺、リーフレットの把持など、手技の最も複雑なステップを両モデルで評価しました。

TEER手技のこれらの重要な部分に対するすべての臨床スタッフの自信は、トレーニング後に有意に増加しました。  経験のない参加者は、理想的なモデルが操作の理解に有益であると報告しましたが、経験のある臨床医は解剖学的モデルの方が満足度が高くなりました。「解剖学的モデルは、臨床医が基本的なステップを適用したり、問題解決能力を高め、モデルの境界を安全にナビゲートするために装置を使用したりするのに役立ちます。ですから、どちらかのモデルがもう一方のモデルを置き換えるのではなく、両方のモデルをトレーニングのさまざまな段階に組み込むことができるのです」。

TEERシミュレーション手順フレームの詳細図。
TEERシミュレーション手順フレームの詳細図

同じ取り組みを他の臨床に応用

Bertolini博士と彼のチームは、無作為化された試験プロトコルと、より多くの臨床医のグループによる、よりシステマティックな研究を完成させたいと考えています。例えば、TAVIのような他の経カテーテル的心臓弁膜症手技を統合して、臨床医が同じシミュレータで異なる手技を訓練できるようにするなどです。彼らの革新的な研究により、患者固有の心臓モデルを作成することが可能になり、臨床医が治療する患者の正確なレプリカでトレーニングできるようになるため、CATHラボにさらに自信を持って入ることができるようになります。

L-103860-01

上記のMaterialise Mimicsは研究用バージョンです。

Materialise医療機器ソフトウェアは、各市場における規制および/または医療行為に従うため、すべての市場で入手できるとは限りません。Mimicsおよび/または3-matic Medicalの薬事登録されていない国では、研究バージョンが利用可能です。お住まいの地域でのMaterialise医療機器ソフトウェアの入手可能性についてご質問がある場合は、Materialiseの担当者にお問い合わせください。


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