Niet-invasieve karakterisering van het weefsel van het aorta-aneurysma met behulp van wandvisco-elasticiteit (AAA multiphase)

ACHTERGROND - Abdominale aorta aneurysma (AAA) ruptuur is de 13e doodsoorzaak in Noord-Amerika. De indicaties voor een ingreep ter voorkoming van ruptuur zijn gebaseerd op de maximale diameter van de AAA. Het is echter een dichotomisch criterium dat leidt tot een onder- of overschatting van het breukrisico. Op biomechanica gebaseerde criteria zijn onderzocht met behulp van Finite Elements Analysis (FEA). De beperking van FEA is de afwezigheid van patiëntspecifieke biomechanische informatie. Ons team heeft eerder een techniek ontwikkeld om de stam van AAA's in vivo in kaart te brengen, genaamd niet-invasieve vasculaire elastografie door middel van echografie (NIVE). Het is echter gebaseerd op 2D-echografieseries, terwijl nieuwe matrix-array-sondes een 3D-afbeelding van de spanning mogelijk maken met een lagere temporele resolutie. We stellen voor om een ​​3D-mapping van de AAA-stam te maken met 3D-echografie en de rekmapping te registreren op een enkelfasige CT.

In het project zijn we van plan om multimodale beeldvorming te verwerven van 30 AAA-patiënten die gepland zijn voor een electieve reparatie. Bij elke patiënt wordt binnen minder dan een maand na de operatie een 3D NIVE-onderzoek en meerfasige CT uitgevoerd. Een deel van de AAA-wand zal tijdens de operatie worden geoogst om spanningen te correleren met trekproeven en histologie. Na implementatie van NIVE-verwerking en 3D-registratie worden de NIVE- en multifase CT-stamwaarden berekend en indien nodig gecontroleerd voor het meten van bloeddruk, AAA-maximale diameter, calciumbelasting, geslacht en leeftijd. Een FEA-model ontwikkeld aan U of Calgary zal worden gepersonaliseerd met behulp van de berekening van in-vivo-stammen. Vergelijking van spanningsmeting tussen NIVE en multifase CT, correlatie van spanningsmetingen en gepersonaliseerde FEA met AAA-groei vormen secundaire eindpunten. Na de volledige validatie van dit gepersonaliseerde model verwachten we dat dit voorspellende biomarkers voor AAA-kwetsbaarheid zal opleveren.

DOELSTELLINGEN - Primaire doelstellingen: 1. Verwerven van een multimodale beelddataset (multifase CT, 3D US) van 30 AAA-patiënten die herstelchirurgie ondergaan (fase 1); 2. Optimaliseer en valideer in vitro het NIVE-acquisitieprotocol en het beeldregistratiealgoritme tussen NIVE en één fase van de multifase CT (fase 1); 3. Vergelijk de hoofdspanningsverdeling die is beoordeeld met 3D NIVE geregistreerd op conventionele CT en die zijn afgebeeld met meerfasige CT-acquisitie (fase 1); 4. Valideer beide benaderingen met histologie en trekproef op AAA-monsters (fase 2).

Hoofdhypothese: Spanningskaarten met 3D NIVE geregistreerd op enkelfasige CT bieden een nauwkeurige in-vivo schatting van de sterkte van de AAA-wand en leveren een vergelijkbare nauwkeurigheid op als spanning van meerfasige CT om de kwetsbaarheid van AAA te beoordelen.

METHODOLOGIE ** Momenteel wordt alleen fase 1 uitgevoerd** - Opzet: we plannen een prospectieve studie met 30 AAA-patiënten die gepland staan ​​voor electieve open reparatie. Voor fase 1 van de studie zullen we bij alle patiënten een NIVE-onderzoek en multifase-CT uitvoeren binnen minder dan een maand na hun operatie. Voor fase 2 van de studie zal een patiënt worden geworven die een open operatie ondergaat. Een deel van de AAA-wand zal worden geoogst tijdens de operatie (buiten de scope van de pilotstudie) om biaxiale trekproeven en histologisch onderzoek uit te voeren. Patiënten zullen worden aangeworven in het Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CHUM) en Glen campus McGill University.

Gegevensanalyse: Spearman-correlatie, nauwkeurigheid geëvalueerd door middel van gemiddelde fout en standaarddeviatie, intraclass-correlatiecoëfficiënt, Bland-Altmann-analyse, gemengd lineair model om de invloed van geslacht te evalueren, MaxD, polsdruk, calcificatiescore op spanningsmetingen (NIVE, multiphase CT) .

RATIONALE EN IMPACT - Ruptured AAA (rAAA) is een levensbedreigende situatie die de 13e doodsoorzaak is in de VS. Endovasculair aneurysmaherstel (EVAR) heeft vaak de voorkeur voor rAAA vanwege de lagere morbiditeit en mortaliteit in vergelijking met OK (1,6 versus 5%). Maar deze gegevens tonen aan dat de relatie tussen maximale diameter en breuk niet-lineair is en onnauwkeurig om breuk te voorspellen. Daarom zijn nieuwe beeldvormende biomarkers nodig om de groei en ruptuur van AAA te voorspellen. Er is ook een behoefte om de weefselmodellering te personaliseren met in vivo beoordeling van AAA-wandspanning om de voorspelling van AAA-ruptuur of -groei te verbeteren. Aan het einde van het onderzoek verwachten we volledige validatie te hebben van deze niet-invasieve beoordeling van de kwetsbaarheid van de AAA-muur met behulp van US-CT-fusie, die de basis zal vormen van een gepersonaliseerde beoordeling van de AAA-kwetsbaarheid. De strain mapping kan worden gebruikt om de selectie van patiënten te verbeteren of kan worden opgenomen in een FEA-model. Ons gepersonaliseerde voorspellende model zal ook nuttig zijn voor simulatie, planning en begeleiding van EVAR-procedures.