Neinvazivní charakterizace tkáně aneuryzmatu aorty pomocí viskoelasticity stěny (AAA multiphase)

POZADÍ - Ruptura aneuryzmatu břišní aorty (AAA) je 13. příčinou úmrtí v Severní Americe. Indikace pro postup k prevenci ruptury jsou založeny na maximálním průměru AAA. Jde však o dichotomické kritérium vedoucí k podhodnocení nebo nadhodnocení rizika prasknutí. Kritéria založená na biomechanice byla zkoumána pomocí analýzy konečných prvků (FEA). Limitací FEA je absence specifických biomechanických informací pacienta. Náš tým již dříve vyvinul techniku ​​pro mapování in vivo kmene AAA, nazvanou neinvazivní vaskulární elastografie ultrazvukem (NIVE). Spoléhá se však na sérii 2D ultrazvuku, zatímco nové sondy s matricovým polem umožňují 3D mapování napětí při nižším časovém rozlišení. Navrhujeme vytvořit 3D mapování kmene AAA pomocí 3D ultrazvuku a registrovat mapování kmene na jednofázovém CT.

V rámci projektu plánujeme získat multimodální zobrazování od 30 pacientů s AAA, u kterých bude přijata elektivní oprava. U každého pacienta bude provedeno 3D NIVE vyšetření a vícefázové CT do jednoho měsíce od operace. Část stěny AAA bude odebrána během operace, aby se korelovaly kmeny s tahovými testy a histologií. Po implementaci NIVE zpracování a 3D registrace budou vypočteny hodnoty NIVE a vícefázového CT kmene a v případě potřeby kontrolovány pro měření krevního tlaku, maximálního průměru AAA, kalciové zátěže, pohlaví a věku. Model FEA vyvinutý v U of Calgary bude personalizován pomocí výpočtu in vivo kmenů. Srovnání měření kmene mezi NIVE a vícefázovým CT, korelace měření kmene a personalizované FEA s růstem AAA budou představovat sekundární koncové body. Po kompletní validaci tohoto personalizovaného modelu očekáváme, že to poskytne prediktivní biomarkery pro zranitelnost AAA.

CÍLE - Primární cíle: 1. Získat soubor multimodálních obrazových dat (vícefázové CT, 3D US) od 30 pacientů s AAA podstupujících reparační operaci (fáze 1); 2. Optimalizujte a ověřte in vitro protokol akvizice NIVE a algoritmus registrace snímků mezi NIVE a jednou fází vícefázového CT (fáze 1); 3. Porovnejte distribuci hlavního napětí hodnocenou pomocí 3D NIVE registrované na konvenčním CT a těch, které byly zobrazeny pomocí vícefázové akvizice CT (fáze 1); 4. Ověřte oba přístupy pomocí histologie a tahového testu na vzorcích AAA (fáze 2).

Hlavní hypotéza: Mapy kmenů s 3D NIVE registrovaným na jednofázovém CT poskytují přesný in vivo odhad pevnosti stěny AAA a poskytují podobnou přesnost jako kmen z vícefázového CT pro posouzení zranitelnosti AAA.

METODOLOGIE ** V tuto chvíli bude provedena pouze fáze 1** - Design: Plánujeme prospektivní studii zahrnující 30 pacientů s AAA plánovanou na elektivní otevřenou opravu. Pro 1. fázi studie provedeme u všech pacientů NIVE vyšetření a vícefázové CT do jednoho měsíce od operace. Pro fázi 2 studie bude přijat pacient podstupující otevřenou operaci. Část stěny AAA bude odebrána během operace (mimo rozsah pilotní studie) za účelem provedení biaxiálních tahových testů a histologického vyšetření. Pacienti budou náborováni v Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM) a v kampusu McGill University v Glen.

Analýza dat: Spearmanova korelace, přesnost hodnocená střední chybou a směrodatnou odchylkou, vnitrotřídní korelační koeficient, Bland-Altmannova analýza, smíšený lineární model pro hodnocení vlivu pohlaví, MaxD, pulzní tlak, kalcifikační skóre na měření zátěže (NIVE, vícefázové CT) .

ODŮVODNĚNÍ A DOPAD - Ruptured AAA (rAAA) je život ohrožující situace, která je 13. příčinou úmrtnosti v USA. Oprava endovaskulárního aneuryzmatu (EVAR) je u rAAA často preferována pro její nižší morbiditu a mortalitu ve srovnání s OR (1,6 oproti 5 %). Tato data však ukazují, že vztah mezi maximálním průměrem a prasknutím je nelineární a nepřesný pro předpovídání prasknutí. Proto jsou zapotřebí nové zobrazovací biomarkery pro predikci růstu a ruptury AAA. Existuje také potřeba přizpůsobit modelování tkání in vivo hodnocení kmene stěny AAA, aby se zlepšila předpověď prasknutí nebo růstu AAA. Na konci studie očekáváme kompletní ověření tohoto neinvazivního hodnocení zranitelnosti stěny AAA pomocí fúze US-CT, které bude tvořit základ personalizovaného hodnocení zranitelnosti AAA. Mapování kmenů lze použít ke zlepšení výběru pacientů nebo je lze začlenit do modelu FEA. Náš personalizovaný prediktivní model bude také užitečný pro simulaci, plánování a vedení postupu EVAR.