Modelado biomecánico específico del paciente del aneurisma aórtico abdominal para mejorar la reparación endovascular aórtica (AAA2D3DIII)

La cirugía endovascular requiere de herramientas quirúrgicas especiales insertadas y navegadas a través del sistema vascular para llegar al sitio de una enfermedad de forma remota. Esta navegación y tratamiento se realizan bajo un reproductor de imágenes de rayos X de video llamado fluoroscopia. Esta radiografía de baja potencia revela solo los huesos, aunque la cirugía se realiza en los vasos. El colorante del agente químico puede pintar momentáneamente el vaso, pero este agente es tóxico cuando se usa en dosis altas.

Para ayudar al cirujano a navegar por su camino, los investigadores están desarrollando con Siemens Healthineers un software de visualización mejorado que muestra en la imagen fluoroscópica las estructuras vasculares del paciente y adapta su forma por la fuerza de deformación de las herramientas endovasculares. Esto puede reducir el uso de agente de contraste, reducir el tiempo de intervención (reduciendo así la exposición a la radiación) y, en general, mejorar los resultados quirúrgicos.

Para deformar la estructura vascular sin su visualización, los investigadores utilizarán una función matemática para calcular la forma del vaso cuando se somete a la influencia de herramientas endovasculares. Esta función se basará en simulaciones informáticas biomecánicas realizadas en una gran base de datos de imágenes intervencionistas. Los tejidos de toda la región abdominal se simplificarán y modelarán para lograr el comportamiento más realista. Las simulaciones biomecánicas se han utilizado en numerosas aplicaciones médicas como herramienta de validación. Los investigadores quieren innovar y llevar este complejo resultado de simulación a una aplicación activa y reactiva. Esta innovación tecnológica mejorará sustancialmente el rendimiento y la confiabilidad del software de asistencia a la fusión de imágenes y establecerá un nuevo estándar en las prácticas de atención médica. Los objetivos principales de este proyecto de investigación colaborativo son:

1. Cree un conjunto de datos de modelo de simulación basado en datos de pacientes existentes.
2. Compare la simulación en datos por operación y mejore la precisión de los resultados en el gran conjunto de datos mediante la integración de las propiedades biomecánicas necesarias y los modelos constitutivos.
3. Proponga un flujo de trabajo compatible con la arquitectura de Siemens que implemente la superposición de salida de simulación
4. Basándose en el modelo biomecánico existente de los investigadores, identifique parámetros geométricos, biomecánicos y específicos del paciente, como la tortuosidad, el grado y la distribución de la calcificación, la presencia y morfología del trombo, las propiedades elásticas del material de las estructuras incorporadas y la mecánica de contacto con las estructuras circundantes.
5. Desarrollar una herramienta matemática para deformar un modelo vascular para recrear el comportamiento mecánico numérico.
6. Extender el método de transferencia de simulación a una solución genérica que se pueda adaptar para intervenciones en otros territorios anatómicos (es decir, intervención neurovascular: deformación de vasos por espirales y desviadores de flujo)