Ett virtuellt implanteringssystem för hjärtklaffproteser

Aortic stenosis is a disease that causes a narrowing of the aortic valve opening. It is a disease that can be found in more than 2% of the elderly population. In the past, the only effective treatment has been open heart valve replacement, but in the last decade it has become possible to also treat aortic stenosis through a percutaneous procedure known as transcatheter aortic valve replacement. An implant-carrying catheter is led up to the patient’s heart where the implant is deployed. Sizing, positioning, and orientation of the implant are important considerations in transcatheter aortic valve replacement. Purpose: The purpose was to investigate the feasibility and potential features of a virtual heart valve implant system and how the available assets at the Medical Devices Center and its collaborators could create a useful tool for virtual transcatheter aortic valve implant selection, sizing, positioning, and orientation. Implementation: Challenges with transcatheter aortic valve replacement among clinicians and engineers were identified. A virtual heart valve implant system was proposed as a solution. The idea space for a virtual heart valve implant system was explored and structured systematically with a new approach called the idea connection tree method. A proof of concept prototype with a 3D model of an aorta and an implant in three different sizes was created as a way to gauge if there is user value in a virtual heart valve implant system. Result & Conclusion: For the proposed solution of a virtual heart valve implant system, 43 unique ideas were generated. Three main branches of ideas were identified: Design, simulation, and a database branch. It was estimated that the simulation branch would provide the most user value for comparatively low work effort. The proof of concept prototype showed that it was possible to visually evaluate the interference produced by different sized implants inside a 3D model of an aorta on a virtual reality system.Aortastenos är en sjukdom som orsakar förträngning av aortaklafföppningen. Det är en sjukdom som återfinns hos mer än 2% av den äldre befolkningen. Tidigare har den enda effektiva behandlingen inneburit hjärtklaffersättning med öppen hjärtkirurgi, men under det senaste decenniet har det blivit möjligt att också behandla aortastenos med en perkutär procedur i form av kateterburen implantation av aortaklaff. En kateter som bär på en aortaklaffprotes förs fram till patientens hjärta där protesen sedan utplaceras. Dimensionering, positionering och orientering av protesen är viktiga överväganden i kateterburen implantation av aortaklaff. Syfte: Syftet är att undersöka genomförbarheten och potentiella funktioner hos ett virtuellt implanteringssystem för hjärtklaffproteser och hur tillgångarna hos Medical Devices Center och deras samarbetspartners kan skapa ett användbart verktyg för virtuell dimensionering, positionering samt orientering av kateterburna hjärtklaffproteser. Implementering: Utmaningar med kateterburen hjärtklaffimplantering bland kliniker och ingenjörer identifierades. Ett virtuellt implanteringssystem för hjärtklaffproteser föreslogs som en lösning. Idérymden utforskades och strukturerades systematiskt med en ny metod kallad för idésambandsträd-metoden. En konceptprototyp med 3D modeller på en aorta och en protes i tre olika storlekar skapades för att uppskatta om det finns användarvärde i ett virtuellt implanteringssystem för hjärtklaffproteser. Resultat & Slutsats: För den föreslagna lösningen av ett virtuellt implanteringssystem för hjärtklaffproteser genererades 43 unika idéer. Tre huvudsakliga grenar av idéer identifierades: Konstruering, simulering och en databasgren. Det uppskattades att simuleringsgrenen skulle kunna förse den största mängden användarvärde för en förhållandevis låg arbetsinsats. Konceptprototypen visade att det var möjligt att visuellt utvärdera interferensen av olika protesstorlekar inuti en 3D model av en aorta med hjälp av ett virtual reality system