Ei-invasiivisen aortan aneurysman kudoksen karakterisointi seinän viskoelastisuuden avulla (AAA multiphase)

TAUSTA - Vatsa-aortan aneurysman (AAA) repeämä on 13. kuolinsyy Pohjois-Amerikassa. Repeämisen estävän toimenpiteen käyttöaiheet perustuvat AAA:n enimmäishalkaisijaan. Se on kuitenkin kaksijakoinen kriteeri, joka johtaa repeämisriskin ali- tai yliarviointiin. Biomekaniikkaan perustuvia kriteerejä on tutkittu Finite Elements Analysis (FEA) -analyysillä. FEA:n rajoituksena on potilaskohtaisen biomekaanisen tiedon puuttuminen. Tiimimme on aiemmin kehittänyt tekniikan AAA-kannan kartoittamiseksi in vivo, joka on nimeltään noninvasiivinen verisuonten elastografia ultraäänellä (NIVE). Se kuitenkin luottaa 2D-ultraäänisarjaan, kun taas uudet matriisirivi-anturit mahdollistavat kannan 3D-kartoituksen pienemmällä ajallisella resoluutiolla. Ehdotamme AAA-kannan 3D-kartoituksen luomista 3D-ultraäänellä ja kannankuvauksen rekisteröintiä yksivaiheiseen CT:hen.

Hankkeessa aiomme hankkia multimodaalista kuvantamista 30 valinnaiseen korjaukseen varatulta AAA-potilaalta. Jokaiselle potilaalle tehdään 3D NIVE -tutkimus ja monivaiheinen TT alle kuukauden kuluessa leikkauksesta. Osa AAA-seinästä kerätään leikkauksen aikana jännitysten korreloimiseksi vetotestien ja histologian kanssa. NIVE-käsittelyn ja 3D-rekisteröinnin käyttöönoton jälkeen NIVE- ja monivaiheiset CT-venymäarvot lasketaan ja tarvittaessa ohjataan verenpaineen, AAA-maksimihalkaisijan, kalsiumkuormituksen, sukupuolen ja iän mittaamiseksi. Calgaryn yliopistossa kehitetty FEA-malli personoidaan käyttämällä in vivo -kantojen laskelmia. NIVE:n ja monivaiheisen CT:n välisen venymämittauksen vertailu, venymämittausten korrelaatio ja henkilökohtainen FEA AAA-kasvun kanssa muodostavat toissijaisia ​​päätepisteitä. Tämän personoidun mallin täydellisen validoinnin jälkeen odotamme, että tämä tarjoaa ennakoivia biomarkkereita AAA-haavoittuvuudelle.

TAVOITTEET - Ensisijaiset tavoitteet: 1. Hanki multimodaalinen kuvaaineisto (monivaiheinen CT, 3D US) 30 AAA-potilaalta, joille tehdään korjausleikkaus (vaihe 1); 2. Optimoi ja validoi in vitro NIVE-hankintaprotokolla ja kuvan rekisteröintialgoritmi NIVE:n ja monivaiheisen CT:n yhden vaiheen välillä (vaihe 1); 3. Vertaa pääasiallista venymän jakautumista, joka on arvioitu 3D NIVE:llä, joka on rekisteröity tavanomaiseen TT:hen, ja niihin, jotka on kuvattu monivaiheisella TT-keräyksellä (vaihe 1); 4. Vahvista molemmat lähestymistavat histologialla ja vetotestillä AAA-näytteillä (vaihe 2).

Päähypoteesi: Venymäkartat, joissa 3D NIVE on rekisteröity yksivaiheiseen TT:hen, tarjoavat tarkan in vivo -arvion AAA-seinämän lujuudesta ja antavat samanlaisen tarkkuuden kuin venymä monivaiheisesta CT:stä AAA-haavoittuvuuden arvioimiseksi.

MENETELMÄT ** Vain vaihe 1 tehdään toistaiseksi** - Suunnittelu: Suunnittelemme prospektiivisen tutkimuksen, johon osallistuu 30 AAA-potilasta, jotka on suunniteltu elektiiviseen avoimeen korjaukseen. Tutkimuksen vaiheessa 1 teemme kaikille potilaille NIVE-tutkimuksen ja monivaiheisen TT:n alle kuukauden kuluessa leikkauksesta. Tutkimuksen vaiheeseen 2 rekrytoidaan avoimessa leikkauksessa oleva potilas. Osa AAA-seinästä kerätään leikkauksen aikana (pilottitutkimuksen ulkopuolella) biaksiaalisen vetolujuustestin ja histologisen tutkimuksen suorittamiseksi. Potilaat rekrytoidaan Centre Hospitalier de l'Université de Montréalissa (CHUM) ja Glenin kampuksella McGill Universityssä.

Data-analyysi: Spearman-korrelaatio, tarkkuus arvioitu keskivirheellä ja keskihajonnalla, luokan sisäinen korrelaatiokerroin, Bland-Altmann-analyysi, sekoitettu lineaarinen malli sukupuolen vaikutuksen arvioimiseksi, MaxD, pulssipaine, kalkkeutumispisteet venymämittauksissa (NIVE, monivaiheinen CT) .

PERUSTELUT JA VAIKUTUKSET - Rptured AAA (rAAA) on henkeä uhkaava tilanne, joka on 13. kuolinsyy Yhdysvalloissa. Suonensisäisen aneurysman korjaus (EVAR) on usein parempi rAAA:lle sen alhaisemman sairastuvuuden ja kuolleisuuden vuoksi verrattuna OR:iin (1,6 vs. 5 %). Mutta nämä tiedot osoittavat, että enimmäishalkaisija/repeämäsuhde on epälineaarinen ja epätarkka repeämisen ennustamiseksi. Siksi tarvitaan uusia kuvantamisbiomarkkereita AAA:n kasvun ja repeämisen ennustamiseksi. Kudosmallinnusta on myös yksilöitävä AAA-seinämän venymän in vivo -arvioinnilla AAA-repeämisen tai kasvun ennustamisen parantamiseksi. Tutkimuksen lopussa odotamme saavamme täydellisen validoinnin tälle ei-invasiiviselle AAA-seinän haavoittuvuuden arvioinnille käyttämällä US-CT-fuusiota, mikä muodostaa perustan AAA-haavoittuvuuden henkilökohtaiselle arvioinnille. Kantakartoitusta voidaan käyttää parantamaan potilaan valintaa tai se voidaan sisällyttää FEA-malliin. Henkilökohtainen ennakoiva mallimme on hyödyllinen myös EVAR-prosessien simuloinnissa, suunnittelussa ja ohjauksessa.