Planificación específica para cada paciente de intervenciones cerebrales mínimamente invasivas basadas en un mapeo hemodinámico vascular

El número de tratamientos de vasos sanguíneos mediante un catéter insertado en un vaso sanguíneo, también conocido como tratamiento endovascular, ha ido aumentando en las últimas décadas. Hay varias ventajas asociadas a esta técnica, como que es menos invasiva y conlleva un menor riesgo de complicaciones. Se espera que esta técnica se convierta en el tratamiento preferido para los aneurismas intracraneales y las malformaciones arteriovenosas (MAV).

A pesar de las ventajas de los procedimientos endovasculares, todavía existen desafíos técnicos que pueden afectar su efectividad y seguridad. En la práctica clínica, se dirige una guía (de aproximadamente 1,5 a 2,0 m) mediante imágenes fluoroscópicas al área específica del cerebro. Navegar con precisión por la punta de una guía pasiva manipulando el extremo proximal requiere muchos años de experiencia y puede ser una tarea engorrosa incluso para radiólogos intervencionistas experimentados. Además, llevar el catéter hasta el área cerebral objetivo ya puede ocupar una gran parte del tiempo del procedimiento. Un segundo desafío es el riesgo de embolización o recanalización incompleta. El riesgo de una embolización incompleta está particularmente presente en las MAV, ya que tienen una estructura compleja. La realización de una embolización puede hacer que cambie la hemodinámica en esa región cerebral en particular, lo que resulta en otras vías de flujo preferenciales, que luego pueden conducir a otro procedimiento de embolización. Esto crea la necesidad de evaluaciones angiográficas repetidas, lo que también conduce a procedimientos más largos y costosos y a una mayor exposición del paciente a la radiación. Los desafíos anteriores muestran que existe la necesidad de un método que permita intervenciones neurológicas más rápidas y eficientes, donde el paciente reciba una dosis más baja de radiación y una mayor probabilidad de una embolización completa y duradera.

El objetivo del estudio es desarrollar una nueva metodología para la planificación preoperatoria de la embolización y navegación del catéter, basada en el mapeo de la vasculatura cerebral y el modelado del flujo sanguíneo a través de la vasculatura arterial asociada. En cardiología ya existen técnicas para la navegación guiada de la guía u otra herramienta sin necesidad de guía fluoroscópica. En estas técnicas, se mapea la vasculatura específica del paciente, con una representación 3D detallada de la red vascular mostrada junto con el seguimiento de la posición del catéter en relación con este mapa en un marco de referencia 3D correcto. Sin embargo, estas técnicas aún no se han extendido a las intervenciones neurovasculares, ya que la vasculatura cerebral es una vasculatura arterial intrínsecamente compleja.

Para el presente estudio, hay dos objetivos principales. El primer objetivo principal de esta investigación es mapear la vasculatura cerebral cuantificando y analizando datos angiográficos 3D con el objetivo de evaluar la accesibilidad de la vasculatura para la navegación del catéter y apoyar el seguimiento del catéter.

El segundo objetivo principal es desarrollar y validar modelos de flujo sanguíneo cerebral de dinámica de fluidos computacional (CFD) e inteligencia artificial (IA), con el objetivo de apoyar la planificación preoperatoria. Estos modelos de IA sirven para acelerar los modelos CFD. El aspecto clínico de este estudio solo implica la recopilación de datos retrospectivos y prospectivos del paciente, por lo que no existe ningún riesgo clínico adicional para el paciente. Preferiblemente, imágenes médicas (imágenes de resonancia magnética cerebral (resolución: 0,3 - 0,5 mm), angiografía rotacional 3D (3DRA, resolución: 0,05 - 0,28 mm), angiografía por sustracción digital biplanar (DSA, resolución: 0,15 - 0,62 mm)), junto con un formulario de informe de caso (CRF, incluidos los parámetros de terapia y la respuesta). Después de la recopilación de datos, UGent (grupos de investigación IbiTech BioMMedA; MEDISIP, Departamento de Electrónica y Sistemas de Información y grupo de investigación IPI) desarrollarán modelos específicos de cada paciente sobre la (accesibilidad de) la vasculatura y la distribución de fluidos en los vasos sanguíneos cerebrales. , Departamento de Telecomunicaciones y Procesamiento de la Información, ambos pertenecientes a la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la UGent). Las imágenes médicas juegan un papel crucial en el desarrollo y validación de estos modelos. Una vez que estos modelos hayan sido validados (incluido el uso de modelos in vitro con fantasmas impresos en 3D), también podrán usarse en aplicaciones clínicas a largo plazo. La validación de estos modelos en un entorno clínico intervencionista aún no es aplicable para este estudio.