Pasientspesifikk biomekanisk modellering av abdominal aortaaneurisme for å forbedre aorta endovaskulær reparasjon (AAA2D3DIII)

Endovaskulær kirurgi krever at spesielle kirurgiske verktøy settes inn og navigeres gjennom det vaskulære systemet for å nå stedet for en sykdom eksternt. Denne navigasjonen og behandlingen utføres under videorøntgenbilder kalt fluoroskopi. Denne laveffekt røntgenstrålen avslører bare beinene, selv om operasjonen utføres på karene. Kjemisk middel fargestoff kan male karet midlertidig, men dette midlet er giftig når det brukes i høye doser.

For å hjelpe kirurgen med å navigere sin vei, utvikler etterforskerne sammen med Siemens Healthineers en forbedret visualiseringsprogramvare som viser på det fluoroskopiske bildet pasientens vaskulære strukturer og tilpasser formen ved hjelp av deformasjonskraften til de endovaskulære verktøyene. Dette kan redusere bruken av kontrastmiddel, redusere intervensjonstiden (og dermed redusere stråleeksponeringen) og generelt forbedre operasjonsresultatene.

For å deformere den vaskulære strukturen uten å visualisere den, vil etterforskerne bruke en matematisk funksjon for å beregne karformen når de utsettes for endovaskulær verktøypåvirkning. Denne funksjonen vil være basert på biomekaniske datasimuleringer utført på en stor database med intervensjonsbilder. Vev i hele mageregionen vil bli forenklet og modellert for å oppnå den mest realistiske oppførselen. Biomekaniske simuleringer har blitt brukt i en rekke medisinske applikasjoner som et valideringsverktøy. Etterforskerne ønsker å innovere og bringe dette komplekse simuleringsresultatet til en levende og reaktiv applikasjon. Denne teknologiske innovasjonen vil forbedre ytelsen og påliteligheten til programvare for bildefusjon og sette en ny standard innen medisinsk behandlingspraksis. Hovedmålene for dette samarbeidsforskningsprosjektet er:

1. Bygg et simuleringsmodelldatasett basert på eksisterende pasientdata.
2. Sammenlign simulering på per-operative data og forbedre resultatnøyaktigheten over det store datasettet ved å integrere de nødvendige biomekaniske egenskapene og konstitutive modeller.
3. Foreslå en arbeidsflyt som er kompatibel med Siemens-arkitekturen som implementerer simuleringsutgangsoverlegget
4. Basert på etterforskernes eksisterende biomekaniske modell, identifisere geometriske, biomekaniske og pasientspesifikke parametere som tortuositet, forkalkningsgrad og distribusjon, tilstedeværelse og morfologi av trombe, materialelastiske egenskaper til de inkorporerte strukturer og kontaktmekanikk med omkringliggende strukturer.
5. Utvikle et matematisk verktøy for å deformere en vaskulær modell for å gjenskape den numeriske mekaniske oppførselen.
6. Utvid simuleringsoverføringsmetoden til en generisk løsning som kan tilpasses intervensjoner for andre anatomiske territorier (dvs. nevrovaskulær intervensjon: kardeformasjon fra spoler og strømningsavledere)