een computermodel voor acardiacus

EEN COMPUTERMODEL VOOR ACARDIACUS TWEELINGZWANGERSCHAPPEN
Inleiding
Eéneiïge tweelingzwangerschappen worden risicozwangerschappen als de bevruchte eicel zich
meer dan 3 dagen na de bevruchting splitst. In dat geval is er maar 1 placenta die de foeten met
elkaar moeten delen. Een splitsing na 9 dagen resulteert ook in maar 1 vruchtzak en een splitsing
na 12 dagen leidt tot de vorming van een Siamese tweeling. De problemen worden veroorzaakt
door vaatverbindingen op de placenta die de 2 foetale circulaties aan elkaar koppelen. Als dit b.v.
tussen de arteriële circulatie van de één en de veneuze circulatie van de ander is zal er altijd een
kleine bloedstroom van de één naar de ander gaan met soms desastreuze gevolgen, geheten het
tweeling transfusiesyndroom. In het verleden is daarover in onze afdeling een
computerprogramma gemaakt waarop 2 wetenschappers gepromoveerd zijn [1,2].
De speciale situatie van een acardiacus tweelingzwangerschap ontstaat wanneer er zowel een
arterio-arteriële als een veneus-veneuze verbinding is en wanneer de hartactie bij één van de
tweelingfoeten stopt, bij 10 tot 12 weken zwangerschap (40 weken is 9 maanden). Zo’n
acardiacus zwangerschap komt minder dan 15 keer per jaar in Nedeland voor. Dan zal de foetus
zonder hartactie, de acardiacus, geperfundeerd worden door de andere foetus met hartactie, de
pomptweeling. Dat "pomp" hart pompt dan arterieel bloed door de navelstrengslagaderen naar de
placenta, vervolgens gaat dat door de arterio-arteriële verbinding en de navelstrengslagaderen
van de acardiacus, die dan geperfundeerd wordt, en het bloed keert terug via de acardiacus
navelstrengader, de veneus-veneuze verbinding en de navelstrengader van de pomptweeling.
Hierdoor groeit de acardiacus en kan een ernstige bedreiging voor het welzijn van de
pomptweeling worden. Het dichtbranden van de navelstreng van de acardiacus met laser of
electrocoagulatie in de baarmoeder is een therapeutische optie in ernstige gevallen. Niettemin
overleeft maar ca 50% van de pomptweelingen.
Schematic flow picture of the fetoplacental circulation of an acardiac twin pregnancy. Symbols F Pump and F Pump denote the
UV
UA
Acar
Acar
pump twin’s umbilical arterial and umbilical venous flows, F
and F
the acardiac twin’s umbilical arterial and
UA
UV
Pump
and F Acar the pump and
Pla
Pla
umbilical venous flows, FAA and FVV the arterioarterial and venovenous flows, and F
acardiac twins’ placental flows. Arrows denote the direction of blood flow.
In tegenstelling tot “geborenen” is het arteriële bloed bij een foetes juist zuurstofarm. Aangezien
de acardiacus door de pomptweeling met zuurstofarm bloed wordt geperfundeerd, wordt vaat
nieuwvorming door de lage zuurstofspanning gestimuleerd.
Meer bloedvaatjes, dus meer parallelle weerstandjes, verlagen de totale weerstand van de
acardiacus. Z'n perfusie neemt dus toe, de acardiacus verbruikt dan meer zuurstof en z’n weefsels
gaan nog minder zuurstof bevatten. Dit veroorzaakt een neergaande spiraal van toenemende
perfusie van de acardiacus. Het hart van de pomptweeling moet dat opbrengen. Soms kan de
natuurlijke groei van de pomptweeling die toename van z’n cardiac output bijhouden en zal die
extra cardiac output die geleverd moet worden beperkt blijven; dit zijn de acardiacus
zwangerschappen die geen of weinig problemen geven. Maar, soms kan de pomptweeling die
extra cardiac output niet met groei compenseren en zal op een gegeven moment z’n hart
overbelast worden en zal hartfalen gaan optreden. Dit uit zich o.a. in vocht dat uit de bloedvaten
treedt (hydrops) en weefsels omringen (hart, darmen), iets dat heel goed met echografie te zien is.
Stage
Doel van de stage is om deze ernstige zwangerschapcomplicatie te gaan simuleren door het
bestaande computerprogramma van het tweeling transfusiesyndroom aan te passen aan de
anatomie van de acardiacus-pomptweelingen en de placenta-vaatverbindingen, en daarin mee te
nemen dat verlaagde zuurstofspanning in weefsels een verlaagde weerstand geeft, uitgezocht in
een eerdere stage [3].
Begeleiders:
Prof. dr ir Martin JC van Gemert en dr Jeroen PHM van den Wijngaard (Afdeling Biomedical
Engineering & Physics) en Prof. Dr Joris AM van der Post en dr Monique WM de Laat (Afdeling
Obstetrie & Gynaecologie).
Referenties
1. Umur A. Models of twin-twin transfusion syndrome. Amsterdam, 23 april 2002.
2. van den Wijngaard JPHM. Models of twin to twin transfusion syndrome. Amsterdam, 9
maart 2007.
3. de Groot R, van den Wijngaard JPHM, Umur A, Beek JF, Nikkels PGJ, van Gemert MJC.
Modeling acardiac twin pregnancies. Ann NY Acad Sci 2007;1101:235-249.
Martin JC van Gemert
Afdeling Biomedical Engineering & Physics
AMC Amsterdam
[email protected]