Patient-specific 3D printing simulation to guide complex coronary intervention

• Main Authors: Manuel Oliveira-Santos, Eduardo Oliveira Santos, Ana Vera Marinho, Luís Leite, Jorge Guardado, Vítor Matos, Guilherme Mariano Pego, João Silva Marques
• Format: Article
• Language: English
• Published: Elsevier 2018-06-01
• Series: Revista Portuguesa de Cardiologia (English Edition)
• Online Access: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2174204918302083

The field of three-dimensional printing applied to patient-specific simulation is evolving as a tool to enhance intervention results. We report the first case of a fully simulated percutaneous coronary intervention in a three-dimensional patient-specific model to guide treatment.An 85-year-old female presented with symptomatic in-stent restenosis in the ostial circumflex and was scheduled for percutaneous coronary intervention. Considering the complexity of the anatomy, patient setting and intervention technique, we elected to replicate the coronary anatomy using a three-dimensional model. In this way, we simulated the intervention procedure beforehand in the catheterization laboratory using standard materials. The procedure was guided by optical coherence tomography, with pre-dilatation of the lesion, implantation of a single drug-eluting stent in the ostial circumflex and kissing balloon inflation to the left anterior descending artery and circumflex. Procedural steps were replicated in the real patient's treatment, with remarkable parallelism in angiographic outcome and luminal gain at intracoronary imaging.In this proof-of-concept report, we show that patient-specific simulation is feasible to guide the treatment strategy of complex coronary artery disease. It enables the surgical team to plan and practice the procedure beforehand, and possibly predict complications and gain confidence. Resumo: O campo da impressão tridimensional aplicado à simulação específica de doente está a evoluir como uma ferramenta para aperfeiçoar os resultados das intervenções terapêuticas. Pretendemos descrever o primeiro caso de simulação completa de intervenção coronária percutânea, num modelo tridimensional específico de doente, para guiar o procedimento.Uma doente de 85 anos com reestenose intra-stent sintomática no óstio da artéria circunflexa foi referenciada para intervenção coronária percutânea. Considerando a complexidade da anatomia, o contexto clínico e a técnica de intervenção, decidimos reproduzir a anatomia coronária com o uso de um modelo tridimensional. Desse modo, simulámos antecipadamente a intervenção no laboratório de hemodinâmica com material habitual. O procedimento foi guiado por tomografia de coerência óptica, com pré-dilatação da lesão, implantação de um stent farmacoativo na circunflexa ostial e insuflação kissing balloon na descendente anterior e circunflexa. As etapas do procedimento foram reproduzidas no tratamento real, com um paralelismo notável nos resultados angiográficos e ganho luminal avaliado por imagem intracoronária.Com esta prova de conceito, demonstramos que a simulação específica de doente é exequível para guiar a estratégia de tratamento de doença coronária complexa, possibilitando o planeamento antecipado do procedimento, possivelmente prevendo complicações e adquirindo mais confiança. Keywords: 3D printing, Percutaneous coronary intervention, Simulation training, Palavras-chave: Impressão 3D, Intervenção coronária percutânea, Treino em simulação