Soft liver phantom with a hollow biliary system

Abstract

Einleitung: Die flexible Endoskopie bietet eine ständig wachsende Zahl innovativer diagnostischer und therapeutischer Möglichkeiten bei hepatobiliären Erkrankungen. Diese fortschrittlichen Verfahren, die mitunter komplex und gar nicht so selten mit relevanten Komplikationen verbunden sind, erfordern spezielle technische Fertigkeiten, ein profundes anatomisches Wissen und eine lange Lernkurve, die praktisch trainiert werden muss. Für ein patientenunabhängiges Training endoskopischer und endosonographischer Eingriffe sollte ein weiches, naturgetreues und langlebiges Leberorganmodell mit detaillierter Morphologie zur Verfügung stehen. In dieser Arbeit wird ein praktikables und kostengünstiges selbst hergestelltes weiches Lebermodell mit anatomisch korrektem Gallensystem vorgestellt. Methode: Mit Hilfe von 3D-Druck- und Weichstoffformungstechnologien wurde ein nahezu realistisches Lebermodell mit einem komplexen, hohlen Gallensystem hergestellt. Die Anatomie des Lebermodells wurde mittels Computertomographie (CT), Ultraschall und Endoskopie validiert. Nach Aufbereitung und Auswertung der Bildgebung wurden interventionelle transhepatische Eingriffe eingeleitet. Zur Validierung der Trainingseffekte und der individuellen Kompetenz wurde ein genaues Bewertungssystem für den transhepatischen Zugang etabliert. Ergebnisse: Ein realistisches Lebermodell wurde erfolgreich entwickelt und hergestellt. Die CT-Ergebnisse zeigen, dass das Lebermodell die detaillierte Anatomie wiedergibt, mit einem räumlichen Root Mean Square Error (RMSE) von 0,9 ± 0,2 mm und 1,7 ± 0,7 mm für die äußere Form bzw. den Gallengang. Das endosonographische Bild des Modells ist realistisch und die Dimension der Gallengänge ist konsistent. Die transhepatische Punktion der Gallengänge war durchführbar und ein elektronisches Abtastsystem zur quantitativen Lokalisierung der transhepatischen Nadel in Echtzeit war erfolgreich möglich. Schlussfolgerung: Das vorgestellte künstliche Lebermodell für das endoskopische und endosonografische Training kommt der Realität einer normalen Leber sehr nahe, ist kostengünstig, einfach zu reproduzieren und für die Serienproduktion geeignet. Mit dem elektronischen Sensormodul lässt sich der Trainingserfolg objektiv kontrollieren. Neben der transhepatischen Punktion könnten an diesem Modell weitere Eingriffe trainiert werden, wie z. B. endoskpischen retrograden Cholangiopankreatographie (ERCP), perkutane transhepatische Cholangiographie oder choliangiographische Drainage (PTC/PTCD), perkutane holedochofiberoskopie (POC), endoskopische ultraschallgeführte biliäre Drainage (EUS-BD).