4D-beweging van de aorta in de borstkas en gesimuleerde spanningsverdeling in de wand in relatie tot aortagebeurtenissen (4D MOTION-2)

Algehele opzet De onderzoekspopulatie zal bestaan ​​uit patiënten die onderzocht moeten worden op aandoeningen van de proximale aorta (dissectie of aneurysma) die chirurgie of endovasculaire interventie vereisen. Er zal een patiëntencohort worden gerekruteerd om de effecten van chirurgische of endovasculaire prothesen op de aangrenzende aorta en de impact ervan op late klinische uitkomsten te onderzoeken.

Werving van patiënten Patiënten met aandoeningen van de proximale aorta die worden doorverwezen naar het aortateam in Royal Brompton en Harefield Hospitals zullen worden gescreend op geschiktheid. Voor deze pilotstudie en gezien het aantal aortachirurgie in de Trust (ca. 100 gevallen per jaar), zullen in het eerste jaar van dit project 30 patiënten worden geworven die gedurende ten minste één jaar worden gevolgd op klinische resultaten.

Beeldvormingsprotocol Na het verkrijgen van schriftelijke geïnformeerde toestemming zal een nieuw dynamisch (meerfasig ECG-gated contrastversterkt) CT-beeldvormingsprotocol worden gebruikt voor deelnemers ter vervanging van het standaard (ECG-gated contrastversterkte) CT-protocol zowel voorafgaand aan als na chirurgische of endovasculaire interventie. Het nieuwe beeldvormingsprotocol zal het therapeutische pad en de klinische besluitvorming niet beïnvloeden. Studiedeelnemers zullen dezelfde standaard van behandeling en zorg ontvangen, evenals follow-upbewaking als alle andere patiënten die niet deelnemen aan deze studie. Voorafgaand aan het ontslag uit het ziekenhuis wordt hetzelfde dynamische CT-beeldprotocol aangeboden.

Beeldverwerking en bewegingsanalyse Beeldverwerking en -analyse worden offline uitgevoerd en hebben dus geen invloed op het klinische pad of vertragen de standaardbehandeling. Dynamische beelden worden geëxtraheerd uit de Trust PACS. Geschikte sets afbeeldingen worden geanonimiseerd, gereconstrueerd met behulp van door Trust goedgekeurde software en gedownload naar een beschermd gebied op een Trust-server voor offline analyse. De analyse van de 4D-beweging van de aortawortel zal worden uitgevoerd met behulp van door de Trust geautoriseerde beeldverwerkingssoftware (3D Slicer). Gedetailleerde analyse vereist de identificatie van eind-systolische en eind-diastolische frames, gevolgd door metingen in 6 vrijheidsgraden (3 verplaatsingsrichtingen en 3 axiale rotaties in een globaal coördinatensysteem). De onbewerkte bewegingsgegevens zullen worden overgebracht naar een patiëntspecifiek anatomisch coördinatensysteem (geïdentificeerd door de individuele sinotubulaire overgang) voor verdere statistieken met Matlab (Mathworks, VS).

Eindige-elementenmodellering Het ruimtelijke patiëntspecifieke model wordt gereconstrueerd uit CT-beelden en vervolgens automatisch gemaaid voor verdere simulatie. De eindige-elementenanalyse zal worden uitgevoerd met behulp van een commerciële structurele mechanica-oplosser (Abaqus; Dassault Systèmes, Frankrijk). De 4D-bewegingsgegevens zullen worden toegepast als de randvoorwaarde om de beweging van de stijgende aorta in het model te beschrijven. De pulserende drukbelasting van de bloedstroom wordt toegepast op het binnenoppervlak van het model. Virtuele chirurgie of endovasculaire interventiesimulatie zal vervolgens op dit model worden uitgevoerd om belangrijke biomechanische parameters te bepalen, zoals hoofdspanningen en schuifspanning, die later zullen worden gecorreleerd met klinische bijwerkingen tijdens de follow-up. De resultaten zullen ons in staat stellen de rol van biomechanische veranderingen in klinische gebeurtenissen na een operatie/interventie op te helderen en te identificeren welke parameter een nadelige uitkomst bij deze patiënten zou kunnen voorspellen.