Patientspecifik biomekanisk modellering af abdominal aortaaneurisme for at forbedre aorta endovaskulær reparation (AAA2D3DIII)

Endovaskulær kirurgi kræver særlige kirurgiske værktøjer indsat og navigeret gennem det vaskulære system for at nå frem til stedet for en sygdom på afstand. Denne navigation og behandling udføres under video røntgenbillede kaldet fluoroskopi. Denne laveffekt røntgenstråle afslører kun knoglerne, selvom operationen udføres på karrene. Kemisk middel farvestof kan male karret midlertidigt, men dette middel er giftigt, når det bruges i høje doser.

For at hjælpe kirurgen med at navigere sig vej, udvikler efterforskerne sammen med Siemens Healthineers en forbedret visualiseringssoftware, der på det fluoroskopiske billede viser patientens vaskulære strukturer og tilpasser dens form ved deformationskraften fra de endovaskulære værktøjer. Dette kan reducere brugen af ​​kontrastmiddel, reducere interventionstiden (derved reducere strålingseksponeringen) og generelt forbedre de kirurgiske resultater.

For at deformere den vaskulære struktur uden dens visualisering, vil efterforskerne bruge en matematisk funktion til at beregne karformen, når den udsættes for endovaskulær værktøjspåvirkning. Denne funktion vil være baseret på biomekaniske computersimuleringer udført på en stor database med interventionelle billeder. Væv i hele abdominalregionen vil blive forenklet og modelleret for at opnå den mest realistiske adfærd. Biomekaniske simuleringer er blevet brugt i adskillige medicinske applikationer som et valideringsværktøj. Efterforskerne ønsker at innovere og bringe dette komplekse simuleringsresultat til en levende og reaktiv applikation. Denne teknologiske innovation vil forbedre ydeevnen og pålideligheden af ​​billedfusionsassisterende software væsentligt og sætte en ny standard inden for lægebehandlingspraksis. Hovedformålene med dette samarbejdsprojekt er:

1. Byg et simuleringsmodeldatasæt baseret på eksisterende patientdata.
2. Sammenlign simulering på per-operative data og forbedre resultaternes nøjagtighed over det store datasæt ved at integrere de nødvendige biomekaniske egenskaber og konstitutive modeller.
3. Foreslå en arbejdsgang, der er kompatibel med Siemens-arkitekturen, der implementerer simuleringsoutput-overlayet
4. Baseret på efterforskernes eksisterende biomekaniske model, identificere geometriske, biomekaniske og patientspecifikke parametre såsom tortuositet, forkalkningsgrad og fordeling, tilstedeværelse og morfologi af trombe, materialeelastiske egenskaber af de inkorporerede strukturer og kontaktmekanik med omgivende strukturer.
5. Udvikle et matematisk værktøj til at deformere en vaskulær model for at genskabe den numeriske mekaniske adfærd.
6. Udvid simuleringsoverførselsmetoden til en generisk løsning, der kan tilpasses til interventioner for andre anatomiske territorier (dvs. neurovaskulær intervention: kardeformation fra spoler og flowdivertere)