Caratterizzazione del tessuto dell'aneurisma aortico non invasivo utilizzando la viscoelasticità della parete (AAA multiphase)

BACKGROUND - La rottura dell'aneurisma dell'aorta addominale (AAA) è la tredicesima causa di morte in Nord America. Le indicazioni per una procedura per prevenire la rottura si basano sul diametro massimo AAA. Tuttavia, si tratta di un criterio dicotomico che porta a sotto o sovrastima del rischio di rottura. I criteri basati sulla biomeccanica sono stati studiati utilizzando l'analisi degli elementi finiti (FEA). Il limite della FEA è l'assenza di informazioni biomeccaniche specifiche del paziente. Il nostro team ha precedentemente sviluppato una tecnica per mappare in vivo il ceppo degli AAA, denominata elastografia vascolare non invasiva mediante ultrasuoni (NIVE). Tuttavia, si basa su serie di ultrasuoni 2D, mentre le nuove sonde matrice-array consentono una mappatura 3D della deformazione con una risoluzione temporale inferiore. Proponiamo di creare una mappatura 3D del ceppo AAA con ultrasuoni 3D e registrare la mappatura del ceppo su una TC monofase.

Nel progetto, prevediamo di acquisire immagini multimodali da 30 pazienti AAA programmati per una riparazione elettiva. Un esame 3D NIVE e una TC multifase verranno eseguiti su ciascun paziente entro meno di un mese dall'intervento. Una parte della parete dell'AAA verrà prelevata durante l'intervento chirurgico per correlare i ceppi con i test di trazione e l'istologia. Dopo l'implementazione dell'elaborazione NIVE e la registrazione 3D, i valori di deformazione NIVE e CT multifase saranno calcolati e se necessario controllati per la misurazione della pressione sanguigna, diametro massimo AAA, carico di calcio, sesso ed età. Un modello FEA sviluppato presso l'Università di Calgary sarà personalizzato utilizzando il calcolo dei ceppi in vivo. Il confronto della misurazione della deformazione tra NIVE e CT multifase, la correlazione delle misurazioni della deformazione e la FEA personalizzata con la crescita AAA costituiranno endpoint secondari. Dopo la completa convalida di questo modello personalizzato, prevediamo che ciò fornirà biomarcatori predittivi per la vulnerabilità AAA.

OBIETTIVI - Obiettivi primari: 1. Acquisire un set di dati di immagini multimodali (TC multifase, US 3D) da 30 pazienti AAA sottoposti a intervento di riparazione (fase 1); 2. Ottimizzazione e validazione in vitro del protocollo di acquisizione NIVE e dell'algoritmo di registrazione delle immagini tra NIVE e una fase della TC multifase (fase 1); 3. Confrontare la distribuzione principale della deformazione valutata con 3D NIVE registrata su TC convenzionale e quelle acquisite con acquisizione TC multifase (fase 1); 4. Convalidare entrambi gli approcci con istologia e test di trazione su campioni AAA (fase 2).

Ipotesi principale: le mappe di deformazione con 3D NIVE registrate su CT monofase forniscono un'accurata stima in vivo della resistenza della parete AAA e forniscono un'accuratezza simile alla deformazione da CT multifase per valutare la vulnerabilità AAA.

METODOLOGIA ** Per il momento verrà eseguita solo la fase 1** - Disegno: pianifichiamo uno studio prospettico che coinvolge 30 pazienti AAA in attesa di riparazione elettiva a cielo aperto. Per la fase 1 dello studio, eseguiremo in tutti i pazienti un esame NIVE e una TC multifase entro meno di un mese dall'intervento. Per la fase 2 dello studio verranno reclutati pazienti sottoposti a chirurgia a cielo aperto. Una parte della parete dell'AAA verrà prelevata durante l'intervento chirurgico (al di fuori dell'ambito dello studio pilota) al fine di eseguire test di trazione biassiale ed esame istologico. I pazienti saranno reclutati presso il Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM) e la McGill University del Glen campus.

Analisi dei dati: correlazione di Spearman, accuratezza valutata mediante errore medio e deviazione standard, coefficiente di correlazione intraclasse, analisi di Bland-Altmann, modello lineare misto per valutare l'influenza delle misurazioni di sesso, MaxD, pressione del polso, punteggio di calcificazione sulla deformazione (NIVE, CT multifase) .

RAZIONALE E IMPATTO - La rottura dell'AAA (rAAA) è una situazione pericolosa per la vita che rappresenta la 13a causa di mortalità negli Stati Uniti. La riparazione endovascolare dell'aneurisma (EVAR) è spesso preferita per rAAA per la sua minore morbilità e mortalità rispetto all'OR (1,6 contro 5%). Ma questi dati mostrano che la relazione diametro massimo/rottura non è lineare e imprecisa per prevedere la rottura. Sono quindi necessari nuovi biomarcatori di imaging per prevedere la crescita e la rottura dell'AAA. È inoltre necessario personalizzare la modellazione dei tessuti con la valutazione in vivo della deformazione della parete dell'AAA per migliorare la previsione della rottura o della crescita dell'AAA. Alla fine dello studio, prevediamo di avere una convalida completa di questa valutazione non invasiva della vulnerabilità della parete AAA utilizzando la fusione US-CT, che costituirà la base di una valutazione personalizzata della vulnerabilità AAA. La mappatura della deformazione può essere utilizzata per migliorare la selezione dei pazienti o essere incorporata in un modello FEA. Il nostro modello predittivo personalizzato sarà utile anche per la simulazione, la pianificazione e la guida della procedura EVAR.