Datamodellering for sikrere hjertediagnostikk

Hovedmål for prosjektet er å utvikle et nytt simuleringsverktøy for blodstrøm som kan forutsi effekten av hjerteoperasjoner hos barn. Dette vil gi en helt ny type beslutningsstøtte som vi i dag mangler for å kunne skreddersy behandlingen og oppnå et optimalt og langvarig godt resultat. Oslo Universitetssykehus (OUS) har ansvar for operasjoner og kateterbehandling av alle norske barn med hjertefeil, og årlig utføres omtrent 600 slike inngrep. Hvert tilfelle er unikt, og mange gjennomgår flere inngrep gjennom barndommen. Dette gjelder særlig barn med ettkammerhjerte som gjennomgår såkalt Fontankirurgi. Valget mellom ulike behandlingsstrategier avgjøres ofte av skjønn fordi en mangler et kvantitativt mål for den hemodynamiske konsekvensen av ulike behandlinger. Vi vil videreutvikle en datamodell opprinnelig brukt innen oljeforskning for å skape en ny type pasienttilpasset beslutningsstøtte som bidrar til optimale behandlingsresultater for hjertesyke barn. Et optimalt behandlingsresultat vil bidra til økt livskvalitet ved å bedre det enkelte barns fysiske kapasitet og evne til deltagelse i daglig aktivitet. Fontan prosedyren består i å føre venøst blod fra øvre hulvene direkte til lungepulsåren og fra nedre hulvene via et rør i Gore-Tex materiale som legges utenfor hjertet. Dette inngrepet gir en bedring i sirkulasjonen, men blodstrømmen drives av venetrykket og pumpes ikke som normalt av hjertet. Detaljer i utformingen kan ha stor betydning for hvor bra sirkulasjonen blir. Fontan-pasienter må gjennom flere behandlinger etterhvert som sirkulasjonsbehovet endrer seg. I dette prosjektet bruker vi datamodellering hentet fra oljeforskning til å finne formen på Fontansirkulasjonen som gir optimale forutsetninger for den enkelte pasient. Metoden tar utgangspunkt i undersøkelser med magnetresonanstomografi (MR) som allerede er en del av det etablerte behandlingsløpet. Deretter beregnes trykk og hastighet i det relevante volumet, ofte omtalt som Computational Fluid Dynamics (CFD). Målgruppen for prosjektet er pasienter med medfødt ettkammerhjerte som skal gjennomgå en Fontan-prosedyre. Antallet Fontan-inngrep i ulike stadier ved OUS i løpet av ett år er ca. 20. Basert på kvaliteten av MR-undersøkelsen av disse pasientene, velger vi ut ca. 5 sett med MR-bilder som danner utgangspunktet for datamodellen vår. Kriteriene for utvelgelsen vil være kvaliteten på bildene og en størst mulig representasjon av ulike sirkulasjonsproblem som er typiske for Fontan-pasienter. Et hovedfokus i dette prosjektet er validering av simulerte blodstrøms-verdier mot målte pasientverdier. Det er mulig å hente ut strømningshastigheter fra spesielle MR-bildesekvenser, såkalt 4D flow, ved å etterbehandle MR-dataene med et analyseverktøy. Denne analysen krever ett ekstra MR-bildeopptak ut over det som rutinemessig blir utført. Prosjektet omfatter følgelig utvidete bildeanalyser hos 5 utvalgte pasienter, og simuleringsarbeidet krever en omfattende innsats for hver og en av dem. Denne prosessen er i prosjektbeskrivelsen formulert som 7 delmål, der måloppnåelsen vil bli gjenstand for evaluering. Dette er et innovasjonsprosjekt som har til hensikt å undersøke muligheten for bruk av en ny og avansert metode i klinisk medisin. Etter at den tekniske utprøvingen er gjennomført må metoden testes i klinisk praksis. I et lengre perspektiv, som går ut over rammene for dette prosjektet, er målet å utvikle en sømløs integrering mellom de ulike stegene i prosessen og på den måten tilby leger et brukervennlig verktøy for pasienttilpasset beslutningsstøtte i planleggingen av nye Fontan-inngrep. Dersom prosjektets intensjoner lykkes vil man få tilgang til en ny type pasient-tilpasset beslutningsstøtte. Denne kan bidra til bedre behandlingsresultater for hjertesyke barn ved bedret fysisk funksjonsnivå og redusert risiko for komplikasjoner. Det vil også være store muligheter for å overføre og videreutv