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Individuelle Herzklappenmodelle aus dem 3D-Drucker

| Redakteur: Kathrin Schäfer

„Der plastische 3D-Druck der Herzklappe hat etwas Magisches – ich schaue damit quasi in die Zukunft, indem ich die individuelle Herzklappe meines Patienten schon in der Hand halte, bevor ich mit der Operation beginne“, schwärmt der Herzchirurg Prof. Dr. Ralf Sodian.
„Der plastische 3D-Druck der Herzklappe hat etwas Magisches – ich schaue damit quasi in die Zukunft, indem ich die individuelle Herzklappe meines Patienten schon in der Hand halte, bevor ich mit der Operation beginne“, schwärmt der Herzchirurg Prof. Dr. Ralf Sodian. (Bild: Tomtec)

Vier Verbundpartner arbeiten in einem vom BMBF geförderten Forschungsprojekt an der automatischen Generierung ultraschallbasierter Planungsmodelle für Herzklappenoperationen zusammen.

  • Haptische Kunststoff-Modelle für Chirurgen
  • Chirurgie-Schablonen für Herzklappen-Operationen
  • Software und 3D-Druck richtig kombinieren
  • Algorithmen zur Segmentierung der Herzklappen in 3D-Ultraschallbildern
  • BMBF-gefördertes Forschungsprojekt

Ärzte sind haptische Menschen. Das wichtigste Werkzeug eines Herzchirurgen sind seine Hände und sein Fingerspitzengefühl. Die Untersuchung eines Patienten wird vom Arzt auch immer durch Abtasten unterstützt. Moderne Ultraschallgeräte ermöglichen einen immer besseren und tieferen dreidimensionalen Einblick ins Innere des Körpers. Jetzt sollen Ärzten und Chirurgen mittels 3D-Druck auch haptische Kunststoff-Modelle der erkrankten Herzklappe eines Patienten zur Verfügung gestellt werden.

Algorithmen zur Segmentierung der Herzklappen in 3D-Ultraschallbildern

Um diese Vision wahr zu machen, arbeiten seit Ende 2016 in einer dreijährigen Projektlaufzeit vier Partner mit unterschiedlichen Expertisen zusammen: Tomtec Imaging Systems, die Technische Universität München (Lehrstuhl für Mikrotechnik und Medizingerätetechnik und die Arbeitsgruppe Kardiovaskuläre Bildgebung), die Ludwig-Maximilian Universität München (Herzchirurgie) und die Firma Arburg GmbH & Co. KG als assoziierter Partner.

Erstmals sollen Planungsmodelle und Chirurgie-Schablonen für Herzklappen-Operationen durch Kombination von Software und 3D-Druck zeitnah hergestellt werden können. Tomtec übernimmt dabei die Aufgabe, Algorithmen zur Segmentierung der Herzklappen in den 3D-Ultraschallbildern zu entwickeln, sowie die notwendigen Daten für den 3D-Drucker zu generieren. Durch den Einsatz dieser neuen Technologie erwarten sich die beteiligten Kliniker und Firmen eine effektivere Planung und Durchführung der Operation, bessere Therapierergebnisse und auch Kosteneinsparungen für Kliniken. Patienten sollen von verringerten Komplikationen durch die intensivere Vorbereitung des Chirurgen auf den Eingriff profitieren.

Individuelle Herzklappen dienen als Planungsmodelle

Prof. Dr. Ralf Sodian, Herzchirurgie der LMU München und Chefarzt der Klinik für Herz- ,Thorax- und Gefäßchirurgie am MediClin Herzzentrum Lahr/Baden, hebt den Einfluss des Forschungsprojektes auf die zukünftige Arbeit von Kardiologen hervor: „Der plastische 3D-Druck der Herzklappe hat etwas Magisches – ich schaue damit quasi in die Zukunft, indem ich die individuelle Herzklappe meines Patienten schon in der Hand halte, bevor ich mit der Operation beginne. Dieses Planungsmodell hilft mir sehr dabei, mich schon im Vorfeld auf Besonderheiten einzustellen und erspart dem Patienten gegebenenfalls die ein oder andere Minute auf dem OP-Tisch.“

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