In-vitro benchmarking av for øyeblikket tilgjengelige hjerteventilproteser for kirurgisk og perkutan behandling av aortastenose med liten annulus, etterfulgt av in-vivo validering (SurPASS)

Målet med studien er å teste hydrodynamiske ytelser av forskjellige kirurgiske og transkateterventilproteser, også i henhold til implantasjonsteknikken. En dedikert magnetisk resonansavbildning (MRI) -kompatibel spottesirkulasjonssimulator vil bli implementert, inkludert en krets fylt med blod-lik væske, en pulserende pumpe og 3D-trykte silisiumfantomer av stigende aorta.

Datainnsamling vil fokusere på strukturelle endringer av proteser som respons på strømning, inkludert brosjyrsbevegelse, gradienter og strømmer over ventilen, tatt enten ved direkte trykkmålinger og 4D -strømning MR. Som andre trinn vil transvalvulære gradienter og ventilytelse hos pasienter implantert med de samme testede ventilene bli målt ved ekkokardiogram og 4D-strømning MR.

Degenerativ aortaklaffenose er en vanlig sykdom hos personer> 65 år, med en estimert rate som nærmer seg 10% i vestlige land. Til tross for fremgang i diagnose og terapi, representerer invasive behandlinger fremdeles det eneste definitive alternativet, inkludert kirurgisk aortaklafferstatning (SAVR) og mer nylig mindre invasiv transkateter aortaklafferstatning (TAVR).

Pasienter med liten aorta-annulus utgjør en utfordrende undergruppe, der behovet for å minimere både prosessuell og langvarig risiko sammen med det å unngå pasient-prosghesis Mismatch (PPM) og strukturell ventilforringelse (SVD). Fellesnevneren ser ut til å være blodstrøm, noe som har vist å spille en sentral rolle i sene komplikasjoner. Faktisk er PPM assosiert med tidligere konstruksjonsventildysfunksjon og høyere langsiktig dødelighet. For å oppnå større effektivt åpningsområde, må kirurger vurdere mange forskjellige prosedyrer (ringformet utvidelse), ventilmodeller (stenrede ventiler, subkoronære stentløse ventiler eller hurtig distribusjonsventiler) eller forskjellige teknikker for ventilsuturing. I litteraturen er det imidlertid ingen klar indikasjon på den ideelle behandlingsstrategien så langt. Hjerteventilproteser genererer turbulent strømning i aortaroten og den stigende aorta. Hydrodynamiske ustabiliteter og turbulent strømning kan gi klinisk bivirkninger. Derfor bør en grundig evaluering av hemodynamiske og strømningsbetingelser testes, for å gi den mest effektive behandlingsstrategien for hver pasient.

Begge enhetene utfører regelmessig kirurgiske så vel som perkutane aortaklafferstatninger: Pasienter fra begge sentre vil bli registrert for å evaluere forestillinger etter implantat av ekkokardiogram og MR-avbildning.

Begge enhetene vil ha et likeverdig bidrag med hensyn til studiedesign, innsamling av pasienter, data, analyse og tolkning av data, tegning av manuskript.

I tillegg vil enhet 1 konfigurere og kjøre det hånlige sirkulasjonssystemet for in vitro-tester.

Ventilytelse kan testes ved hjelp av avanserte kardiovaskulære avbildningsteknikker kombinert med in vitro -testplattformer. På den ene siden gir tredimensjonal tidsoppløselig MR med tre-retningshastighetskoding (4D-strømning MR) muligheten til å vurdere blodstrømningsmønstre som muliggjør full volumetrisk dekning av regionen av interesse, en detaljert 3D-visualisering av strømningsmønsteret og post hoc-kvantifisering av flere hemodynamiske metriker. På den annen side er in vitro-innstillingen den gullstandard tilnærmingen for konsekvent å undersøke blodtrykksvariabiliteten (BPV) hemodynamikk i et fullt kontrollert miljø, gjennom ad hoc-systemsensorisering, under et standardisert oppsett og målingsprotokoll, uten innflytelse ved å forvirre in vivo-faktorer. Kombinasjonen av disse to teknikkene muliggjør karakterisering av utvalgte hjerteventiler proteser.

3D- og datasimuleringslaboratoriet (i kort C3DLAB) er utstyrt med fasiliteter som er spesielt viet til 3D -medisinsk bildebehandling, inkludert dedikerte kommersielle programvare for 3D -anatomiske rekonstruksjoner (f.eks. Mimics Innovation Suite, materialiserer). Dedikerte arbeidsstasjoner (Fujitsu Celsius J550/2, Intel® Core¿ i7-7700 CPU 3,60 GHz med 32 GB RAM) er tilgjengelige for før- og etterbehandling. C3DLAB-fasiliteter inkluderer også en high-end 3D-skriver (MJP2500 pluss, av 3D-systemer) for å oppnå deformerbare og suturbare fantomer av kardiovaskulære organer og en svært nøyaktig 3D-skanner (Artec Micro, av Artec 3D) for å oppnå den digitale modellen av implantable enheter eller small-cardiovaskularcularcular-strukturer. MR, og spesifikt 4D -flyt MR, kan utføres på IRCCS Policlinico San Donato ved bruk av en 1,5 T Magnetom Aera -maskin (Siemens Healthcare, Erlangen, Tyskland) skanner.

Spesielt mål 1 å klassifisere og sammenligne ventiler i henhold til faktisk målt størrelse og hemodynamisk ytelse (trykkgradienter og avledede tiltak), i stedet for etikettstørrelse.

I den kirurgiske gruppen vil de to vanligste teknikkene for implantasjon bli sammenlignet: intra-annulær vs supra-annulær posisjonering, oppnådd ved å plassere avbrutt og ikke-everende pantsatte suturer. Ventilproteser vil bli delt i tre grupper og testet deretter:

• Vevsventiler: stentet perikardial.
• Suturløs/rask distribusjon.
• Mekaniske ventiler med biblad. I transkateter -aortaklaffimplantasjonsgruppen (TAVI), avhenger ventilposisjonen av den valgte protesen. På tidspunktet for ventilutvikling bør dessuten kommissuraljustering gis for å unngå nedskrivning av strømning av koronar Ostia, på grunn av større overlapping av protesekommisjonene. Dette kan være en nesten dødelig hendelse og fører til en gjenskapende-Tavi-prosedyre. Videre tyder nyere bevis på at kommissuraljustering etter Tavi kan ha innvirkning på ventilhemodynamikk og holdbarhet.

Transkateterventilproteser vil bli delt i to hovedgrupper:

• Selvutvidelser (SE)
• Ballongutvidelser (være)
• Begge ventilgruppene vil også bli evaluert i ventil-i-ventilposisjonen.

Spesifikt mål 2 Etterforskerens antagelse er at hemodynamisk ytelse kanskje ikke er den eneste faktoren å vurdere ved ventilvalg, men andre kan påvirke langvarig holdbarhet og risiko for enhetsrelaterte komplikasjoner som tidlig degenerasjon, trombo-emboliske hendelser og endokarditt.

Derfor vil analyse og klassifisering av testede proteseventiler bli utført, med strømningsmønstre, skjærkrefter og turbulenser som virker gjennom ventilåpningen, strukturer og på brosjyrene.

Tredimensjonal tidsoppløste MR med tre-retningshastighetskoding (4D Flow MR) gir muligheten til å vurdere blodstrømningsmønstre som muliggjør full volumetrisk dekning av regionen av interesse.

4D Flow MR-sekvensen inkluderer en prototype tidsoppløselig 3D-gradient ekkosekvens med tre retningshastighetskoding. Flere væskedynamiske parametere kan trekkes ut fra 4D -strømning MR ved bruk av avanserte numeriske ordninger, inkludert trykkgradienter, kinetisk energi og tyktflytende energitap. I tillegg kan strømlinjer og patlinjer brukes til å visuelt vurdere blodstrømbaner.

Spesifikt mål 3 in-vivo validering av resultater. Målinger vil bli tatt fra et tilstrekkelig antall pasienter implantert med de samme ventiltypene og modellene som ble testet in vitro.

Transthoracic ekkokardiografi er en enkel, billig og allment adoptert teknikk, som representerer standarden for omsorg i postoperativ oppfølging av pasienter med proteseventiler. Det kritiske aspektet for fullstendig protesevaluering er:

• Morfologi (flail/avulsert, fortykning, forkalkning, pannus) og/eller mobilitet (overdreven, redusert) av bioprotetiske ventilblad og riktig protese stentposisjon.
• Hemodynamiske data: Integrer evaluering av topp og gjennomsnitt Paravalvular lekkasje (PVL - hyppigere) som kombinerer et antall Doppler -parameter: Antall, plassering og omkretsomfang av PVL -hastighetsbølgeformtetthet og jet -retardasjonshastighet (CWD), diastolisk strømnings reversering (PWD) i nedgangen Aorta/ Abdominal Aorta, VENa Contracta Width og Areal
• Kvantitativ analyse: REGURGITANT VOLUME, REGURGITANT BREAKT OG EFFEKTIV REGURGITANT OFIFION AREA (EROA).

Når det gjelder 4D-flyt-MR, vil innsamlede parametere være lik de som er analysert in vitro: trykkgradienter, kinetisk energi, tyktflytende energitap, samt strømlinjer og patlinjer.

Etterforskerne antyder at systemet gjør det mulig å forutsi strømningsdynamikk og dets endringer, bedre enn de som allerede eksisterer, og nærmere gjenspeiler den hemodynamiske ytelsen til in-vivo-implantater.

Målet er å gi en objektiv innsikt i hvilken behandling som er best i forskjellige undergrupper av pasienter, for å hjelpe deg med å veilede kliniske beslutninger.