Potilaskohtainen vatsa-aortan aneurysman biomekaaninen mallinnus aortan endovaskulaarisen korjauksen parantamiseksi (AAA2D3DIII)

Suonensisäinen kirurgia vaatii erityisiä kirurgisia työkaluja, jotka asetetaan verisuonijärjestelmään ja navigoidaan sen läpi, jotta tautikohtaan päästään etäältä. Tämä navigointi ja hoito suoritetaan videoröntgenkuvantajalla, jota kutsutaan fluoroskopiaksi. Tämä pienitehoinen röntgen paljastaa vain luut, vaikka leikkaus suoritetaan verisuonille. Kemiallinen aineväriaine voi maalata suonen hetkellisesti, mutta tämä aine on myrkyllistä suuria annoksia käytettäessä.

Auttaakseen kirurgia navigoimaan tiensä kanssa tutkijat kehittävät Siemens Healthineersin kanssa tehostettua visualisointiohjelmistoa, joka näyttää fluoroskopiaan potilaan verisuonirakenteet ja mukauttaa sen muotoa endovaskulaaristen työkalujen muodonmuutosvoiman avulla. Tämä voi vähentää varjoaineen käyttöä, lyhentää interventioaikaa (täten vähentää säteilyaltistusta) ja yleensä parantaa leikkaustuloksia.

Verisuonen rakenteen muuttamiseen ilman sen visualisointia tutkijat käyttävät matemaattista funktiota laskeakseen suonen muodon, kun ne altistetaan suonensisäisten työkalujen vaikutukselle. Tämä toiminto perustuu biomekaanisiin tietokonesimulaatioihin, jotka suoritetaan suurelle interventiokuvien tietokannalle. Koko vatsan alueen kudoksia yksinkertaistetaan ja mallinnetaan realistisimman käyttäytymisen saavuttamiseksi. Biomekaanisia simulaatioita on käytetty lukuisissa lääketieteellisissä sovelluksissa validointityökaluna. Tutkijat haluavat innovoida ja tuoda tämän monimutkaisen simulaatiotuloksen elävään ja reaktiiviseen sovellukseen. Tämä teknologinen innovaatio parantaa merkittävästi kuvan fuusiota avustavien ohjelmistojen suorituskykyä ja luotettavuutta ja asettaa uuden standardin sairaanhoidon käytännöille. Tämän yhteisen tutkimusprojektin päätavoitteet ovat:

1. Rakenna simulaatiomallitietojoukko olemassa olevien potilastietojen perusteella.
2. Vertaa simulaatioita operatiivisilla tiedoilla ja paranna tulosten tarkkuutta suuressa tietojoukossa integroimalla tarvittavat biomekaaniset ominaisuudet ja konstitutiiviset mallit.
3. Ehdota Siemens-arkkitehtuurin kanssa yhteensopivaa työnkulkua, joka toteuttaa simulaation tulosteen peiton
4. Tunnista tutkijoiden olemassa olevan biomekaanisen mallin perusteella geometriset, biomekaaniset ja potilaskohtaiset parametrit, kuten mutkaisuus, kalkkeutumisen aste ja jakautuminen, trombin esiintyminen ja morfologia, sisällytettyjen rakenteiden materiaalin elastisuusominaisuudet ja kosketusmekaniikka ympäröivien rakenteiden kanssa.
5. Kehitä matemaattinen työkalu verisuonimallin muodon muuttamiseen numeerisen mekaanisen käyttäytymisen luomiseksi uudelleen.
6. Laajenna simulaation siirtomenetelmää yleiseen ratkaisuun, joka voidaan mukauttaa muiden anatomisten alueiden interventioihin (esim. neurovaskulaarinen interventio: suonen muodonmuutos kelojen ja virtauksen ohjaimien vaikutuksesta)