Specyficzne dla pacjenta modelowanie biomechaniczne tętniaka aorty brzusznej w celu poprawy wewnątrznaczyniowej naprawy aorty (AAA2D3DIII)

Chirurgia wewnątrznaczyniowa wymaga wprowadzenia specjalnych narzędzi chirurgicznych i poruszania się po układzie naczyniowym w celu zdalnego dotarcia do miejsca choroby. Ta nawigacja i leczenie są wykonywane pod wideo rentgenowskim aparatem zwanym fluoroskopią. To zdjęcie rentgenowskie o małej mocy ujawnia tylko kości, mimo że operacja jest wykonywana na naczyniach. Barwnik chemiczny może chwilowo pomalować naczynie, ale środek ten jest toksyczny, gdy jest stosowany w dużych dawkach.

Aby pomóc chirurgowi w nawigacji, badacze wraz z firmą Siemens Healthineers opracowują udoskonalone oprogramowanie do wizualizacji, które wyświetla na obrazie fluoroskopowym struktury naczyniowe pacjenta i dostosowuje jego kształt pod wpływem siły odkształcającej narzędzi wewnątrznaczyniowych. Może to zmniejszyć zużycie środka kontrastowego, skrócić czas interwencji (zmniejszając w ten sposób ekspozycję na promieniowanie) i ogólnie poprawić wyniki chirurgiczne.

Aby zdeformować strukturę naczyniową bez jej wizualizacji, badacze wykorzystają funkcję matematyczną do obliczenia kształtu naczynia pod wpływem narzędzi wewnątrznaczyniowych. Funkcja ta będzie oparta na biomechanicznych symulacjach komputerowych przeprowadzonych na dużej bazie danych obrazów interwencyjnych. Tkanki całego obszaru brzucha zostaną uproszczone i wymodelowane, aby uzyskać jak najbardziej realistyczne zachowanie. Symulacje biomechaniczne były wykorzystywane w wielu zastosowaniach medycznych jako narzędzie do walidacji. Badacze chcą wprowadzić innowacje i przenieść ten złożony wynik symulacji do działającej i reaktywnej aplikacji. Ta innowacja technologiczna znacznie poprawi wydajność i niezawodność oprogramowania wspomagającego fuzję obrazów i wyznaczy nowy standard w praktykach opieki medycznej. Główne cele tego wspólnego projektu badawczego to:

1. Zbuduj zestaw danych modelu symulacyjnego w oparciu o istniejące dane pacjenta.
2. Porównuj symulacje na danych operacyjnych i popraw dokładność wyników w dużym zbiorze danych, integrując potrzebne właściwości biomechaniczne i modele konstytutywne.
3. Zaproponuj przepływ pracy zgodny z architekturą firmy Siemens, który implementuje nakładkę wyników symulacji
4. W oparciu o istniejący model biomechaniczny badaczy należy zidentyfikować parametry geometryczne, biomechaniczne i specyficzne dla pacjenta, takie jak krętość, stopień i rozmieszczenie zwapnień, obecność i morfologia skrzepliny, właściwości sprężyste materiału wbudowanych struktur oraz mechanika kontaktu z otaczającymi strukturami.
5. Opracowanie narzędzia matematycznego do deformacji modelu naczyniowego w celu odtworzenia numerycznego zachowania mechanicznego.
6. Rozszerz metodę przenoszenia symulacji do ogólnego rozwiązania, które można dostosować do interwencji w innych obszarach anatomicznych (tj.