Patiëntspecifieke biomechanische modellering van aneurysma van de abdominale aorta om endovasculair herstel van de aorta te verbeteren (AAA2D3DIII)

Endovasculaire chirurgie vereist speciale chirurgische hulpmiddelen die door het vasculaire systeem worden ingebracht en genavigeerd om de plaats van een ziekte op afstand te bereiken. Deze navigatie en behandeling worden uitgevoerd onder video-röntgenbeeldvorming, fluoroscopie genaamd. Deze röntgenfoto met laag vermogen onthult alleen de botten, ook al wordt de operatie aan de vaten uitgevoerd. Kleurstof met een chemisch middel kan het vat tijdelijk verven, maar dit middel is giftig bij gebruik in hoge dosering.

Om de chirurg te helpen zijn weg te vinden, ontwikkelen de onderzoekers samen met Siemens Healthineers verbeterde visualisatiesoftware die op het fluoroscopische beeld de vasculaire structuren van de patiënt weergeeft en zijn vorm aanpast door de vervormingskracht van de endovasculaire instrumenten. Dit kan het gebruik van contrastmiddel verminderen, de interventietijd verkorten (waardoor de blootstelling aan straling wordt verminderd) en in het algemeen de chirurgische resultaten verbeteren.

Om de vasculaire structuur te vervormen zonder de visualisatie ervan, zullen de onderzoekers een wiskundige functie gebruiken om de vorm van het vat te berekenen wanneer het wordt onderworpen aan invloed van endovasculaire instrumenten. Deze functie zal gebaseerd zijn op biomechanische computersimulaties die worden uitgevoerd op een grote database met interventiebeelden. Weefsels van de gehele buikstreek worden vereenvoudigd en gemodelleerd om tot het meest realistische gedrag te komen. Biomechanische simulaties zijn in tal van medische toepassingen gebruikt als validatietool. De onderzoekers willen innoveren en dit complexe simulatieresultaat naar een live en reactieve toepassing brengen. Deze technologische innovatie zal de prestaties en betrouwbaarheid van beeldfusieondersteunende software substantieel verbeteren en een nieuwe standaard zetten in medische zorgpraktijken. De belangrijkste doelstellingen van dit gezamenlijke onderzoeksproject zijn:

1. Bouw een dataset van een simulatiemodel op basis van bestaande patiëntgegevens.
2. Vergelijk simulatie op per-operatieve gegevens en verbeter de nauwkeurigheid van de resultaten over de grote dataset door de benodigde biomechanische eigenschappen en constitutieve modellen te integreren.
3. Stel een workflow voor die compatibel is met de Siemens-architectuur en die de simulatie-output-overlay implementeert
4. Identificeer op basis van het bestaande biomechanische model van de onderzoeker geometrische, biomechanische en patiëntspecifieke parameters zoals kronkeligheid, verkalkingsgraad en -verdeling, aanwezigheid en morfologie van trombus, materiaalelastische eigenschappen van de ingebouwde structuren en contactmechanica met omringende structuren.
5. Ontwikkel een wiskundig hulpmiddel om een ​​vasculair model te vervormen om het numerieke mechanische gedrag na te bootsen.
6. Breid de simulatieoverdrachtsmethode uit naar een generieke oplossing die kan worden aangepast voor interventies voor andere anatomische gebieden (dwz neurovasculaire interventie: vaatvervorming door spoelen en stroomafleiders)