Planification spécifique au patient d'interventions cérébrales mini-invasives basées sur la cartographie vasculaire-hémodynamique

Le nombre de traitements des vaisseaux sanguins utilisant un cathéter inséré dans un vaisseau sanguin, également appelé traitement endovasculaire, a augmenté au cours des dernières décennies. Cette technique présente plusieurs avantages, notamment le fait qu’elle est moins invasive et comporte un risque moindre de complications. Cette technique devrait devenir le traitement privilégié des anévrismes intracrâniens et des malformations artério-veineuses (MAV).

Malgré les avantages des procédures endovasculaires, il existe encore des défis techniques qui peuvent affecter leur efficacité et leur sécurité. En pratique clinique, un fil guide (environ 1,5 à 2,0 m) est dirigé sous imagerie fluoroscopique vers la zone spécifique du cerveau. Naviguer avec précision à l'extrémité d'un fil-guide passif en manipulant l'extrémité proximale nécessite de nombreuses années d'expérience et peut s'avérer une tâche fastidieuse, même pour des radiologues interventionnels expérimentés. De plus, le déplacement du cathéter vers la zone cérébrale cible peut déjà prendre une grande partie du temps de la procédure. Un deuxième défi est le risque d’embolisation ou de recanalisation incomplète. Le risque d’embolisation incomplète est particulièrement présent dans les MAV, car elles ont une structure complexe. La réalisation d'une embolisation peut entraîner une modification de l'hémodynamique dans cette région cérébrale particulière, entraînant d'autres voies d'écoulement préférentielles, qui peuvent ensuite conduire à une autre procédure d'embolisation. Cela crée un besoin d'évaluations angiographiques répétées, ce qui conduit également à des procédures plus longues et plus coûteuses et à une exposition plus élevée aux rayonnements pour le patient. Les défis ci-dessus montrent qu’il existe un besoin pour une méthode permettant des interventions neurologiques plus rapides et plus efficaces, le patient recevant une dose de rayonnement plus faible et une probabilité plus élevée d’embolisation complète et durable.

Le but de l'étude est de développer une nouvelle méthodologie pour la planification préopératoire de la navigation par cathéter et de l'embolisation, basée sur la cartographie du système vasculaire cérébral et la modélisation du flux sanguin à travers le système vasculaire artériel associé. En cardiologie, il existe déjà des techniques de navigation guidée du fil-guide ou autre outil sans recours à un guidage fluoroscopique. Dans ces techniques, le système vasculaire spécifique au patient est cartographié, avec une représentation 3D détaillée du réseau vasculaire affichée ainsi qu'un suivi de la position du cathéter par rapport à cette carte dans un cadre de référence 3D correct. Cependant, ces techniques n’ont pas encore été étendues aux interventions neurovasculaires, car le système vasculaire cérébral est un système vasculaire artériel intrinsèquement complexe.

Pour la présente étude, il y a deux objectifs principaux. Le premier objectif principal de cette recherche est de cartographier le système vasculaire cérébral en quantifiant et en analysant les données angiographiques 3D dans le but d'évaluer l'accessibilité du système vasculaire pour la navigation par cathéter et le suivi du cathéter.

Le deuxième objectif principal est de développer et de valider des modèles de dynamique des fluides computationnelle (CFD) et d'intelligence artificielle (IA) du flux sanguin cérébral, dans le but de soutenir la planification préopératoire. Ces modèles d'IA servent à accélérer les modèles CFD. L'aspect clinique de cette étude implique uniquement la collecte de données rétrospectives et prospectives sur les patients, il n'y a donc aucun risque clinique supplémentaire pour le patient. De préférence, des images médicales (images IRM cérébrales (résolution : 0,3 - 0,5 mm), angiographie rotationnelle 3D (3DRA, résolution : 0,05 - 0,28 mm), angiographie numérique biplanaire par soustraction (DSA, résolution : 0,15 - 0,62 mm)), accompagnées d'un formulaire de rapport de cas (CRF, y compris les paramètres thérapeutiques et la réponse). Après la collecte des données, des modèles spécifiques au patient (de l'accessibilité du) système vasculaire et de la distribution des fluides dans les vaisseaux sanguins cérébraux seront développés du côté de l'UGent (groupes de recherche IbiTech BioMMedA ; MEDISIP, Département d'électronique et de systèmes d'information et groupe de recherche IPI , Département de Télécommunications et de Traitement de l'Information, tous deux appartenant à la Faculté d'Ingénierie et d'Architecture de l'UGent). Les images médicales jouent un rôle crucial dans le développement et la validation de ces modèles. Une fois ces modèles validés (notamment par l’utilisation de modèles in vitro avec des fantômes imprimés en 3D), ils pourront également être utilisés dans des applications cliniques à plus long terme. La validation de ces modèles dans un contexte clinique et interventionnel n'est pas encore applicable pour cette étude.