INTRODUÇÃO: O implante transcateter de prótese valvar aórtica (TAVI) surge nos dias atuais como uma opção terapêutica para os pacientes sintomáticos portadores de estenose aórtica grave. Cerca de 200 mil pacientes em todo o mundo já foram submetidos ao TAVI. Não há grandes estudos que tenham avaliado a correlação prognóstica entre parâmetros ecocardiográficos antes do TAVI e eventos cardiovasculares a longo prazo. É relevante analisar se o strain pré-procedimento e outros parâmetros se comportam como fatores preditores independentes de eventos após o procedimento. MÉTODOS: Foram avaliados, de novembro de 2009 a outubro de 2016, 86 pacientes, submetidos a avaliação ecocardiográfica antes do TAVI e 30 dias após o procedimento, com análise do strain do ventrículo esquerdo pelo speckle tracking bidimensional e outros parâmetros ecocardiográficos. Esses pacientes foram acompanhados clinicamente e avaliados quanto aos desfechos: mortalidade global, mortalidade cardiovascular, classe funcional de insuficiência cardíaca e necessidade de reinternação cardiovascular. RESULTADOS: O strain global longitudinal pré-TAVI reduzido (valor absoluto) aumentou a chance de reinternação cardiovascular (OR: 0,87; 0,77 ±0,99; P= 0,038). A redução da relação E/e´ em 30 dias após o TAVI associou-se à queda da mortalidade global (OR: 0,97; 0,95 ±0,99; P = 0,006), bem como valores elevados pré procedimento dessa relação se associaram a maiores taxas de insuficiência cardíaca classe funcional III ou IV da New York Heart Association após a intervenção (OR: 1,08; 1±1,18; P = 0,049). CONCLUSÃO: Os resultados deste trabalho indicam que o strain global longitudinal pré-procedimento demonstrou ser um preditor de reinternação cardiovascular pós-intervenção a longo prazo. A relação E/e´ pré-procedimento apresentou correlação diretamente proporcional com o desenvolvimento de insuficiência cardíaca classe funcional III ou IV a longo prazo, assim como sua queda acentuada 30 dias após o procedimento correlacionou-se com menor mortalidade global. / INTRODUCTION: Transcatheter aortic valve replacement (TAVR) is a therapeutic option for symptomatic patients with severe aortic stenosis. Approximately 200,000 patients around the world have already undergone TAVR. No large studies have evaluated prognostic correlation between echocardiographic parameters before TAVR and long-term cardiovascular events. It is relevant to analyze strain before procedure and how other parameters work as independent predictors of events after the procedure. METHODS: A total of 86 patients were evaluated from November 2009 to October 2016. They underwent echocardiographic evaluation before TAVR and 30 days after the procedure with analysis of strain of the left ventricle by bidimensional speckle tracking and other echocardiographic parameters. Patients were followed clinically and evaluated in relation to outcomes: global mortality, cardiovascular mortality, functional class of heart failure and need for cardiovascular readmissions. RESULTS: Global longitudinal strain before reduced TAVR (absolute value) increased the chance of cardiovascular readmission (odds ratio: 0.87; 0.77 ± 0.99; p = 0.038). Reduction of E/e´ relationship 30 days after TAVI was associated with a drop in global mortality (odds ratio: 0.97; 0.95 ± 0.99; p = 0.006). In addition, high values for this relation before the procedure were associated with higher rates of New York Heart Association functional class III or IV heart failure after the intervention (odds ratio: 1.08; 1.00 ± 1.18; p = 0.049). CONCLUSIONS: Results of this study indicate that global longitudinal strain before the procedure is a predictor of cardiovascular readmission after TAVR. The E/e´relationship before the procedure presented a correlation directly proportional to the development of long-term functional class III or IV heart failure as well as its accentuated drop 30 days after the procedure was correlated with lower global mortality.

Introdução: As comunicações interatriais do tipo ostium secundum (CIA-OS) são tratadas por fechamento percutâneo (FP) ou intervenção cirúrgica (IC). Estudos comparando ambos métodos são escassos e avaliações de custo-efetividade inexistem na literatura nacional. Objetivos: Realizar uma avaliação da segurança e eficácia (ASE) clínica seguida de uma análise de custo-efetividade (ACE) incremental comparando o FP e IC sob a perspectiva do Sistema Único de Saúde (SUS). Materiais e métodos: ASE - Estudo observacional, não randomizado de 2 coortes de crianças e adolescentes < 14 anos com CIA-OS tratadas por FP ou IC. A coleta dos dados foi prospectiva no FP e retrospectiva no IC. ACE - Realizada revisão sistemática de estudos clínicos disponíveis no MEDLINE e a Cochrane Central. Estudos com mais de 50 pacientes e com idade média abaixo de 14 anos foram incluídos. A análise foi baseada em uma árvore de decisão computando os custos e consequências no longo prazo de ambas as opções. Foi utilizado valor da prótese de R$ 16.000 e estipulado valor de honorário médico de R$ 2.355. A efetividade foi estimada em anos de vida. A avaliação utilizou uma taxa de desconto de 5% ao ano e uma disposição a pagar de 3 vezes o PIB per capita no Brasil (63.000). Análises de limiares também foram conduzidas. Resultados: ASE - De Abr/09 a Out/11 foram alocados 75 pacientes (pts) no FP e entre Jan/06 e Jan/11 105 pts na IC. A idade e o peso foram maiores no FP e o diâmetro da CIA foi semelhante entre os grupos. Sucesso técnico foi observado em todos os procedimentos e não houve óbitos. Complicações (a maioria menores) foram encontradas em 68% na IC e em 4% do FP (p<0,001). As taxas de fluxo residual não significativo ou de oclusão total do defeito foram semelhantes nos 2 grupos. A mediana de internação foi de 1,2 dias após o FP e 8,4 dias após a IC (p< 0,001). ACE - A estratégia de busca retornou 2.957 referências, das quais 34 foram incluídas. A taxa de mortalidade foi semelhante nos 2 grupos. O FP teve discreta maior efetividade, menor taxa de complicações moderadas/graves e menor tempo de internação, mas com maior probabilidade de um segundo procedimento. A relação de custo-efetividade incremental (RCEI) do tratamento percutâneo foi de R$ 230.641 por ano de vida salvo. Considerando-se este cenário, seria necessário que o custo indireto associado à cirurgia fosse de R$ 4.960, ou que o valor pago pelo dispositivo percutâneo sofresse redução de R$ 4.960 para que o FP se tornasse aceitável do ponto de vista econômico. Conclusões: Ambos tratamentos são seguros e eficazes com ótimos desfechos, porém o FP apresenta menor morbidade e tempo de internação. Usando os valores diretos estipulados neste estudo, a RCEI foi elevada limitando a incorporação do FP pelo SUS neste momento. Estudos considerando também os custos indiretos são necessários para a adequada ACE de ambas estratégias. / Introduction: Atrial septal defects of the secundum type (ASD-OS) are treated by percutaneous closure (PC) or surgical intervention (SI). Comparative studies are scarce and there is no cost-effectiveness assessment in the Brazilian literature. Objectives: To perform a clinical safety and efficacy (ASE) assessment followed by an incremental cost-effectiveness (CEE) analysis comparing PC and SI under the Brazilian Unified Health System perspective. Materials and methods: ASE - Observational, non-randomized study of two cohorts of children and adolescents under 14 years with ASD-OS treated by PC or SI. Data was collected prospectively in PC and retrospectively in SI. CEE - A systematic review of clinical studies available in MEDLINE and Cochrane Central was performed. Studies with more than 50 patients and mean age under 14 years were included. Analysis was based on a decision tree that took into account costs and consequences during long-term follow-up for both options. The cost of the device and medical honorarium were estimated at R$ 16.000 and R$ 2.355, respectively. Effectiveness was estimated in years of life. Assessment was performed using a discount tax of 5% and a willingness to pay of 3 times the GID in Brazil (63.000). Threshold analyses were also conducted. Results: ASE - From Apr/09 to Oct/11 75 patients (pts) were enrolled in PC and from Jan/06 to Jan/11 105 pts in SI. Age and weight were greater in PC and the ASD diameter was similar. Technical success was achieved in all procedures and there were no deaths. Complications (most minor) occurred in 68% of SI and 4% of PC (p<0,001). The rate of total occlusion or non-significant residual shunts was similar in both groups. Median hospitalization time was 1.2 days in PC and 8.4 days in SI (p<0,001). CEE - Search strategy returned 2957 references and 35 were included. Mortality was similar in both groups. PC was associated with slightly better effectiveness, lower rates of moderate/severe complications and reduced hospital stay despite a higher probability of a second procedure. Incremental cost-effectiveness ratio (ICER) was R$ 230.641 for life-year gained. In this scenario, PC would be acceptable from the economic point of view if the indirect costs of the SI was R$ 4.960 or the cost of the device was reduced by R$ 4.960. Conclusions: Both methods are safe and effective with excellent outcomes, however PC is associated with less morbidity and in-hospital time. Using the direct costs stipulated in this study, the ICER was high limiting the incorporation of PC by the Brazilian Unified Health System (SUS) at this moment. Studies also considering the indirect costs should be performed for better CEE assessment of both strategies.

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Eine Verengung der Aortenklappe, die während der Systole zu einem Druckunterschied zwischen dem linkem Auswurftrakt und der Aorta führt, wird als Aortenstenose bezeichnet. Sie stellt nach der KHK die häufigste Indikation für eine herzchirurgische Intervention dar. Die Entstehung der Aortenstenose ist bisher nicht völlig aufgeklärt. Die Verengung ist meist durch Verkalkung der Klappensegel bedingt. Der derzeitige Stand der Forschung gibt Grund zur Annahme, dass dieser Entstehungsprozess der Ätiologie der Arteriosklerose sehr ähnlich ist. Die Aortenstenose kann anhand der Aortenklappen-Öffnungsfläche in leicht-, mittel- und hochgradig eingeteilt werden. Zurzeit ist die Echokardiographie die wichtigste Methode zur Evaluation der Aortenstenose, weil damit die Öffnungsfläche und die Druckgradienten bestimmt werden können. Für die Entscheidung zur Operation ist insbesondere auch das Einsetzen der Symptomatik mitbestimmend. Der konventionelle Aortenklappenersatz mit einer biologischen oder mechanischen Aortenklappenprothese ist der Goldstandard in der heutigen Therapie der Aortenstenose. Patienten höheren Alters erhalten heutzutage eine biologische Aortenklappenprothese, da keine dauerhafte Antikoagulation notwendig ist. Bei älteren Patienten (über 70 Jahre) steigt die postoperative Mortalität auf 5-15% an. In Deutschland waren 2010 über 50% der herzchirurgischen Patienten älter als 70 Jahre und 12,4% sogar über 80 Jahre. Laut einer Studie werden 33% der über 75-Jährigen nicht zur Operation zugelassen, da diese als zu risikoreich eingestuft wird. Um dieses Patientenkollektiv besser zu versorgen, wurde ein Verfahren zur kathetergestützten Implantation einer Aortenklappenprothese entwickelt. Die neue Prothese wird auf einen Ballonkatheter gepresst und anschließend in Aortenposition dilatiert. Die Implantation kann durch die Herzspitze antegrad, also transapikal, oder über die femoralen Gefäße retrograd, also transfemoral, erfolgen. Eine Sternotomie oder die Verwendung einer Herz-Lungenmaschine mit künstlichem Herzstillstand sind dazu nicht notwendig. Die in dieser Arbeit verwendete Sapien-Prothese besteht aus vorbehandeltem Rinderperikard und ist in einem Kobalt-Chrom-Stent aufgehängt. Bereits 2010 wurden in Deutschland schon fast ein Viertel aller isolierten Aortenklappenersätze mittels der kathetertechnischen Aortenklappenprothesen durchgeführt, 2011 ist der Anteil auf über 30% gestiegen. Der Einsatz ist im Moment auf Hochrisikopatienten über 75 Jahre beschränkt, da es noch keine Ergebnisse über die Langzeithaltbarkeit der Katheter-Herzklappen gibt. Außerdem scheint die Häufigkeit von periinterventionellen Komplikationen bei diesem Verfahren noch sehr hoch. Ganz im Gegensatz zur schonenden Behandlung der Prothese beim konventionellen Eingriff wird die Sapien-Herzklappenprothese durch einen Crimper auf den Ballonkatheter gepresst. Der Durchmesser wird dabei von 23 bzw. 26mm auf unter 8,7mm verringert. Nur so kann die Prothese über das zum Studienzeitpunkt 26 French große Applikationssystem in Position gebracht werden. Mittlerweile beträgt der Diameter für den transfemoralen Zugang nur noch 18 French. Bisher gibt es keine Studien darüber, ob die Krafteinwirkung des Crimping einen Einfluss auf die Langzeithaltbarkeit der Transkatheter-Herzklappen hat. Dabei ist gerade eine lange Haltbarkeit enorm wichtig, um das neue minimalinvasive System einem größeren Patientenkollektiv zugänglich zu machen. Ziel der hier vorgelegten Studie war es deshalb, den Einfluss von Crimping auf die Haltbarkeit und Gewebeintegrität der Edwards Sapien-Prothese in Abhängigkeit von der Crimping-Dauer zu untersuchen. Dazu kam ein subkutanes Rattenmodell zur Anwendung, das zum Vergleich verschiedener Herzklappenprothesen häufig herangezogen wird. Hierbei wird vor allem das Verkalkungspotential der Prothesen untersucht, da die Verkalkung der Klappen die Funktionalität derselben limitiert. Hierfür wurden in dieser Arbeit 21 Tage alten Sprague-Dawley-Ratten (n=15) jeweils fünf Gewebeproben in separate subkutane Taschen implantiert. Nach einem Implantationszeitraum von zwölf Wochen gingen wir von der maximal möglichen Verkalkung aus. Im Menschen entspricht das einem Zeitraum von etwa zehn Jahren. Drei Gruppen á fünf Sapien-Prothesen wurden unterschiedlich lange gecrimpt: für einen Monat, einen Tag und eine Stunde. Eine vierte Gruppe wurde nicht gecrimpt. Die fünfte Gruppe bestand aus der operativ häufig verwendeten Standardklappe Perimount Magna und wurde als Kontrolle eingesetzt. Die Klappensegel wurden nach Crimping und Dilatation exzidiert (je Gruppe n=15) und unter inhalativer Anästhesie wurde jeder Ratte ein Präparat aller fünf Gruppen in subkutane separate Taschen faltenfrei implantiert. Die Taschen wurden dorsal paravertebral durch stumpfe Präparation angelegt. Die Implantation erfolgte bei allen 15 Tieren komplikationslos. Nach zwölf Wochen erfolgte die Explantation. Ein Präparat der für einen Tag gecrimpten Prothesen und eines der Kontrollgruppe Magna konnten nicht aufgefunden werden. Ansonsten ergaben sich bei der Explantation keine Schwierigkeiten. Zur Bestimmung des Kalziumlevels im Serum wurde den Ratten eine Blutprobe abgenommen. Die explantierten Präparate wurden dann zur Analyse in drei Teile geschnitten. Ein Teil wurde der Kalziumbestimmung durch optische Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) zugeführt. Das Ergebnis wird in mg/g Trockengewicht angegeben. Der zweite Teil wurde für die histologische Untersuchung in Paraffin eingebettet. Es wurden Standardschnitte angefertigt und drei Färbungen pro Präparat durchgeführt. Dies waren die Hämatoxylin-Eosin-Färbung (Orientierung), die Van Kossa-Färbung (Verkalkung) und die mod. Pikrosiriusrot-Färbung (kollagene Fasern). Der Kalziumgehalt der Präparate wurde zusätzlich zur chemischen Bestimmung histologisch durch ein interaktives Bildanalyseverfahren in mm2 gemessen. Die Fragmentierung und Irregularität der Kollagenfasern wurde histologisch in vier Grade eingestuft: ohne pathologischen Befund, gering-, mittel- oder hochgradig fragmentiert bzw. irregulär. Ein weiterer Teil der Präparate wurde für die exemplarische Darstellung im Elektronenmikroskop in Epon 100 eingebettet und mit Uranylacetat und Tannin kontrastiert. Die Kalziummessungen ergaben, dass die ungecrimpten Klappen Sapien und Perimount Magna tendenziell stärker verkalkten als die anderen Gruppen. Die Unterschiede zwischen den Gruppen waren jedoch nicht signifikant, sowohl bei der histologischen als auch bei der chemischen Quantifizierung. Die Streuung der Messwerte war sowohl intra- als auch interindividuell sehr hoch. Die Bedeutung für die Langzeithaltbarkeit bezüglich der Kalzifizierung ist unklar. Jedoch kann festgestellt werden, dass es in dieser Studie keinen signifikant messbaren Unterschied in der Verkalkung zwischen gecrimpten und ungecrimpten Prothesen gab. In der histologischen Strukturanalyse waren die Kollagenfasern der gecrimpten Klappen signifikant stärker fragmentiert bzw. die Struktur irregulärer als die der ungecrimpten Klappen. Erstaunlich war hier auch die Tatsache, dass selbst die ungecrimpte Sapien-Prothese signifikant stärker fragmentiert war als die Perimount Magna. Dieses Ergebnis überrascht, da die Sapien-Klappe der Perimount Magna im Produktionsprozess sehr ähnlich ist. Beide bestehen aus Rinderperikard und sind mit dem Antimineralisationsverfahren ThermaFix vorbehandelt. Sie unterscheiden sich lediglich im Stent. Dieser muss für das kathetergestützte Verfahren komprimierbar und wieder dilatierbar sein. Der Produktionsprozess sollte auf Grund dieses Ergebnisses reevaluiert werden. Wie bereits erwähnt, waren die gecrimpten Klappen signifikant stärker fragmentiert. Mit zunehmender Crimping-Dauer nahm dieser Effekt tendenziell sogar zu. Dass Crimping einen schädlichen Einfluss auf die strukturelle Integrität des Klappengewebes hat, war bis dato nicht bewiesen. Diese Tatsache allein lässt allerdings noch keine genaue Aussage über die Auswirkung von Crimping auf die Haltbarkeit im Blutstrom zu. Es ist jedoch hervorzuheben, dass die Fragmentierung der Kollagenfasern, also der Haltefasern der Aortenklappenprothese, die Erwartung einer guten Langzeitfunktionalität drastisch mindert. Dazu gibt es Hinweise aus aktuellen multizentrischen Studien wie dem Partner-Trial, in dem bereits nach 30 Tagen 1,3% und nach einem Jahr 4,2% der Patienten eine mittel- bis schwergradige transvalvuläre Aorteninsuffizienz aufwiesen. Diese Tatsache verbunden mit dem Wissen, dass Crimping die Kollagenfasern frakturiert, stellt die Langzeithaltbarkeit der Prothese in Frage. Zu beachten ist, dass der Diameter des Systems in diesem Versuchsaufbau keine Rolle spielte. Seit Beginn der Studie hat sich der Diameter des Applikationssystems aber von 26 auf 22 French (transfemoral sogar nur 18 French) verringert. Es ist anzunehmen, dass die Krafteinwirkung beim Crimping auf 22 bzw. 18 French noch deutlich größer und damit die Fragmentierung der Fasern noch ausgeprägter wäre. Als Limitationen des hier angewandten subkutanen Rattenmodells sind der fehlende Kontakt mit dem Blut sowie die fehlende Wirkung hämodynamischer Kräfte zu nennen. Es handelt sich hierbei um einen Tierversuch, der nicht direkt auf den Menschen übertragbar ist. Für histologische und chemische Analyse mussten jeweils unterschiedliche Teile der Präparate verwendet werden. Die histologische Beurteilung ist untersucherabhängig. In diesem Versuchsaufbau wurde lediglich ein Prothesen-Typ untersucht, so dass nicht klar ist, ob die beschriebenen Phänomene auch bei anderen kathetertechnischen Herzklappenprothesen auftreten. Die Ergebnisse liefern neue Gesichtspunkte im Hinblick auf die Haltbarkeit der Sapien-Klappenprothese. Daraus lassen sich einige Empfehlungen ableiten. Crimping verursacht einen irreparablen Schaden an den Kollagenfasern der Herzklappenprothesen, der tendenziell mit der Dauer des Crimpings zunimmt. Der Vorgang des Crimping sollte daher so kurz wie möglich gehalten werden. Die kathetergestützte Aortenklappenprothese sollte erst kurz vor der Implantation auf den Ballonkatheter gecrimpt werden. Crimping auf sehr kleine Diameter sollte vorerst vermieden werden. Künftig sollte außerdem eine genauere Analyse der Auswirkungen der strukturellen Schäden auf die Haltbarkeit der Transkatheter-Herzklappen durchgeführt werden. Vor der Ausweitung der Behandlung auf ein Patientenkollektiv mit höherer Lebenserwartung müssen noch viele Fragen hinsichtlich der Langzeithaltbarkeit dieser Herzklappen-Prothesen in weiteren Studien geklärt werden.

Purpose: To evaluate the efficiency of a multimodality approach consisting of transcatheter arterial chemoembolization (TACE) and radiofrequency ablation (RFA) as bridging therapy for patients with hepatocellular carcinoma (HCC) awaiting orthotopic liver transplantation (OLT) and to evaluate the histopathological response in explant specimens. Materials and Methods: Between April 2001 and November 2011, 36 patients with 50 HCC nodules (1.4–5.0 cm, median 2.8 cm) on the waiting list for liver transplantation were treated by TACE and RFA. The drop-out rate during the follow-up period was recorded. The local efficacy was evaluated by histopathological examination of the explanted livers. Results: During a median follow-up time of 29 (4.0–95.3) months the cumulative drop-out rate for the patients on the waiting list was 0, 2.8, 5.5, 11.0, 13.9 and 16.7% at 3, 6, 12, 24, 36 and 48 months, respectively. 16 patients (with 26 HCC lesions) out of 36 (44.4%) were transplanted by the end of study with a median waiting list time of 13.7 (2.5–37.8) months. The histopathological examination of the explanted specimens revealed a complete necrosis in 20 of 26 HCCs (76.9%), whereas 6 (23.1%) nodules showed viable residual tumor tissue. All transplanted patients are alive at a median time of 29.9 months. Imaging correlation showed 100% specificity and 66.7% sensitivity for the depiction of residual or recurrent tumor. Conclusion: We conclude that TACE combined with RFA could provide an effective treatment to decrease the drop-out rate from the OLT waiting list for HCC patients. Furthermore, this combination therapy results in high rates of complete tumor necrosis as evaluated in the histopathological analysis of the explanted livers. Further randomized trials are needed to demonstrate if there is a benefit in comparison with a single-treatment approach. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

Development of image-guided interventional systems is growing up rapidly in the recent years. These new systems become an essential part of the modern minimally invasive surgical procedures, especially for the cardiac surgery. Transcatheter aortic valve implantation (TAVI) is a recently developed surgical technique to treat severe aortic valve stenosis in elderly and high-risk patients. The placement of stented aortic valve prosthesis is crucial and typically performed under live 2D fluoroscopy guidance. To assist the placement of the prosthesis during the surgical procedure, a new fluoroscopy-based TAVI assistance system has been developed. The developed assistance system integrates a 3D geometrical aortic mesh model and anatomical valve landmarks with live 2D fluoroscopic images. The 3D aortic mesh model and landmarks are reconstructed from interventional angiographic and fluoroscopic C-arm CT system, and a target area of valve implantation is automatically estimated using these aortic mesh models. Based on template-based tracking approach, the overlay of visualized 3D aortic mesh model, landmarks and target area of implantation onto fluoroscopic images is updated by approximating the aortic root motion from a pigtail catheter motion without contrast agent. A rigid intensity-based registration method is also used to track continuously the aortic root motion in the presence of contrast agent. Moreover, the aortic valve prosthesis is tracked in fluoroscopic images to guide the surgeon to perform the appropriate placement of prosthesis into the estimated target area of implantation. An interactive graphical user interface for the surgeon is developed to initialize the system algorithms, control the visualization view of the guidance results, and correct manually overlay errors if needed. Retrospective experiments were carried out on several patient datasets from the clinical routine of the TAVI in a hybrid operating room. The maximum displacement errors were small for both the dynamic overlay of aortic mesh models and tracking the prosthesis, and within the clinically accepted ranges. High success rates of the developed assistance system were obtained for all tested patient datasets. The results show that the developed surgical assistance system provides a helpful tool for the surgeon by automatically defining the desired placement position of the prosthesis during the surgical procedure of the TAVI. / Die Entwicklung bildgeführter interventioneller Systeme wächst rasant in den letzten Jahren. Diese neuen Systeme werden zunehmend ein wesentlicher Bestandteil der technischen Ausstattung bei modernen minimal-invasiven chirurgischen Eingriffen. Diese Entwicklung gilt besonders für die Herzchirurgie. Transkatheter Aortenklappen-Implantation (TAKI) ist eine neue entwickelte Operationstechnik zur Behandlung der schweren Aortenklappen-Stenose bei alten und Hochrisiko-Patienten. Die Platzierung der Aortenklappenprothese ist entscheidend und wird in der Regel unter live-2D-fluoroskopischen Bildgebung durchgeführt. Zur Unterstützung der Platzierung der Prothese während des chirurgischen Eingriffs wurde in dieser Arbeit ein neues Fluoroskopie-basiertes TAKI Assistenzsystem entwickelt. Das entwickelte Assistenzsystem überlagert eine 3D-Geometrie des Aorten-Netzmodells und anatomischen Landmarken auf live-2D-fluoroskopische Bilder. Das 3D-Aorten-Netzmodell und die Landmarken werden auf Basis der interventionellen Angiographie und Fluoroskopie mittels eines C-Arm-CT-Systems rekonstruiert. Unter Verwendung dieser Aorten-Netzmodelle wird das Zielgebiet der Klappen-Implantation automatisch geschätzt. Mit Hilfe eines auf Template Matching basierenden Tracking-Ansatzes wird die Überlagerung des visualisierten 3D-Aorten-Netzmodells, der berechneten Landmarken und der Zielbereich der Implantation auf fluoroskopischen Bildern korrekt überlagert. Eine kompensation der Aortenwurzelbewegung erfolgt durch Bewegungsverfolgung eines Pigtail-Katheters in Bildsequenzen ohne Kontrastmittel. Eine starrere Intensitätsbasierte Registrierungsmethode wurde verwendet, um kontinuierlich die Aortenwurzelbewegung in Bildsequenzen mit Kontrastmittelgabe zu detektieren. Die Aortenklappenprothese wird in die fluoroskopischen Bilder eingeblendet und dient dem Chirurg als Leitfaden für die richtige Platzierung der realen Prothese. Eine interaktive Benutzerschnittstelle für den Chirurg wurde zur Initialisierung der Systemsalgorithmen, zur Steuerung der Visualisierung und für manuelle Korrektur eventueller Überlagerungsfehler entwickelt. Retrospektive Experimente wurden an mehreren Patienten-Datensätze aus der klinischen Routine der TAKI in einem Hybrid-OP durchgeführt. Hohe Erfolgsraten des entwickelten Assistenzsystems wurden für alle getesteten Patienten-Datensätze erzielt. Die Ergebnisse zeigen, dass das entwickelte chirurgische Assistenzsystem ein hilfreiches Werkzeug für den Chirurg bei der Platzierung Position der Prothese während des chirurgischen Eingriffs der TAKI bietet.

Risk assessment models developed from administrative and clinical databases are used for clinical decision making. Since these models are derived from a database, they have an inherent limitation of being as good as the data they are derived from. Many of these models under or overestimate certain clinical outcomes particularly mortality in certain group of patients. Undeniably, there is significant variability in all these models on account of patient population studied, the statistical analysis used to develop the model and the period during which these models were developed. This review aims to shed light on development and application of risk assessment models for cardiac surgery with special emphasis on risk stratification in severe aortic stenosis to select patients for transcatheter aortic valve replacement.

Transcatheter aortic heart valve replacement (TAVR) is a procedure to replace a failing aortic valve and is becoming the new standard of care for patients that are not candidates for open-heart surgery [2]. However, this minimally invasive technique has shown to cause ischemic brain lesions, or “silent infarcts”, in 90% of TAVR patients, which can increase the patient’s risk for stroke by two to four times in future years [3]. Claret Medical Inc., a medical device company, has developed a cerebral protection system that filters and captures embolic debris released during endovascular procedures, such as TAVR. This thesis utilized CT scans from Claret Medical to create a physical construct of the aortic arch to experimentally validate a theoretical computer model through flow visualization. The hypothesis was that the empirical model can accurately mimic the fluid dynamic properties of the aortic arch in order validate an in silico model using the finite elements program COMSOL MultiPhysics® Modeling Software. The physical model was created from a patient CT scan of the aortic arch using additive manufacturing (3D printing) and polymer casting, resulting in the shape of the aortic arch within a transparent, silicone material. Fluid was pumped through the model to visualize and quantify the velocity of the fluid within the aortic arch. COMSOL MultiPhysics® was used to model the aortic arch and obtain velocity measurements, which were statistically compared to the velocity measurements from the physical model. There was no significant difference between the values of the physical model and the computer model, confirming the hypothesis. Overall, this study successfully used CT scans to create an anatomically accurate physical model that was validated by a computer model using a novel technique of flow visualization. As TAVR and similar procedures continue to develop, the need for experimental evaluation and visualization of devices will continue to grow, making this project relevant to many companies in the medical device industry.

Transcatheter aortic valve replacement is a well-established alternative to surgical aortic valve replacement in high-risk patients with severe symptomatic aortic stenosis. Currently, this technique is shifting towards younger patient groups with intermediate- and low-risk profile, which raises the question about long-term durability. Despite acceptable results up to 5 years, little is currently known about valve performance beyond 5 years. Since valve deterioration, thrombosis and endocarditis seem to be the main factors affecting valve durability, precise and widely accepted definitions of these parameters were stated by the European Association of Percutaneous Cardiovascular Interventions (EAPCI) in 2017, followed by the Valve in Valve International Data (VIVID) group definitions in 2018 and the Valve Academic Research Consortium 3 (VARC-3) definitions in 2021. Until the introduction of these definitions, interstudy comparisons were difficult due to missing uniformity. Since the release of these recommendations, an increasing number of studies have reported their data on long-term durability using these new criteria. The aim of the present article is to discuss the current definitions on bioprosthetic valve durability, and to summarize the available data on long-term durability of transcatheter aortic valves.

Background: Coronary artery disease (CAD) is a frequent comorbidity in patients undergoing transcatheter aortic valve implantation (TAVI). If significant CAD can be excluded on coronary CT-angiography (cCTA), invasive coronary angiography (ICA) may be avoided. However, a high plaque burden may make the exclusion of CAD challenging, particularly for less experienced readers. The objective was to analyze the ability of machine learning (ML)-based CT-derived fractional flow reserve (CT-FFR) to correctly categorize cCTA studies without obstructive CAD acquired during pre-TAVI evaluation and to correlate recategorization to image quality and coronary artery calcium score (CAC). Methods: In total, 116 patients without significant stenosis (≥50% diameter) on cCTA as part of pre-TAVI CT were included. Patients were examined with an electrocardiogram-gated CT scan of the heart and high-pitch scan of the torso. Patients were re-evaluated with ML-based CT-FFR (threshold = 0.80). The standard of reference was ICA. Image quality was assessed quantitatively and qualitatively. Results: ML-based CT-FFR was successfully performed in 94.0% (109/116) of patients, including 436 vessels. With CT-FFR, 76/109 patients and 126/436 vessels were falsely categorized as having significant CAD. With CT-FFR 2/2 patients but no vessels initially falsely classified by cCTA were correctly recategorized as having significant CAD. Reclassification occurred predominantly in distal segments. Virtually no correlation was found between image quality or CAC. Conclusions: Unselectively applied, CT-FFR may vastly increase the number of false positive ratings of CAD compared to morphological scoring. Recategorization was virtually independently from image quality or CAC and occurred predominantly in distal segments. It is unclear whether or not the reduced CT-FFR represent true pressure ratios and potentially signifies pathophysiology in patients with severe aortic stenosis.