Ruch 4D aorty w klatce piersiowej i symulowany rozkład naprężeń ściany w odniesieniu do zdarzeń aortalnych (4D MOTION-2)

Ogólny projekt Badana populacja będzie składać się z pacjentów, którzy zostaną zbadani pod kątem stanów proksymalnych aorty (rozwarstwienie lub tętniak) wymagających operacji lub interwencji wewnątrznaczyniowej. Zrekrutowana zostanie kohorta pacjentów w celu zbadania wpływu protezy chirurgicznej lub wewnątrznaczyniowej na sąsiednią aortę oraz jej wpływu na późne wyniki kliniczne.

Rekrutacja pacjentów Pacjenci ze schorzeniami proksymalnej części aorty i skierowani do zespołu ds. aorty w szpitalach Royal Brompton i Harefield zostaną poddani badaniu przesiewowemu pod kątem kwalifikowalności. Na potrzeby tego badania pilotażowego oraz ze względu na wielkość operacji aorty w Trust (ok. 100 przypadków rocznie), w pierwszym roku projektu zostanie zatrudnionych 30 pacjentów, którzy będą obserwowani przez co najmniej rok pod kątem wyników klinicznych.

Protokół obrazowania Po uzyskaniu pisemnej świadomej zgody uczestnikom zostanie zastosowany nowy dynamiczny protokół obrazowania CT (wzmocniony kontrastem bramkowanym EKG wielofazowym) w celu zastąpienia standardowego protokołu CT (wzmocniony kontrastem bramkowany EKG) zarówno przed, jak i po zabiegu chirurgicznym lub wewnątrznaczyniowym interwencja. Nowy protokół obrazowania nie wpłynie na ścieżkę terapeutyczną i podejmowanie decyzji klinicznych. Uczestnicy badania otrzymają ten sam standard leczenia i opieki, jak również obserwację, jak wszyscy pozostali pacjenci nieuczestniczący w tym badaniu. Ten sam protokół dynamicznego obrazu TK zostanie zaoferowany przed wypisem ze szpitala.

Przetwarzanie obrazu i analiza ruchu Przetwarzanie i analiza obrazu będą wykonywane w trybie offline, a zatem nie będą miały wpływu na ścieżkę kliniczną ani nie opóźnią standardowego leczenia. Dynamiczne obrazy zostaną wyodrębnione z Trust PACS. Odpowiednie zestawy obrazów zostaną zanonimizowane, zrekonstruowane przy użyciu oprogramowania zatwierdzonego przez Trust i pobrane do chronionego obszaru na serwerze Trust w celu analizy offline. Analiza ruchu korzenia aorty w 4D zostanie przeprowadzona przy użyciu oprogramowania do przetwarzania obrazu autoryzowanego przez Trust (3D Slicer). Szczegółowa analiza wymaga identyfikacji ram końcowoskurczowych i końcoworozkurczowych, a następnie pomiarów w 6 stopniach swobody (3 kierunki przemieszczenia i 3 obroty osiowe w globalnym układzie współrzędnych). Surowe dane ruchu zostaną przesłane do anatomicznego układu współrzędnych specyficznego dla pacjenta (identyfikowanego przez indywidualne połączenie zatokowo-cylindryczne) w celu dalszej analizy w programie Matlab (Mathworks, USA).

Modelowanie elementów skończonych Przestrzenny model specyficzny dla pacjenta zostanie zrekonstruowany z obrazu CT, a następnie automatycznie połączony w siatkę do dalszej symulacji. Analiza metodą elementów skończonych zostanie przeprowadzona przy użyciu komercyjnego narzędzia do mechaniki konstrukcji (Abaqus; Dassault Systèmes, Francja). Dane ruchu 4D zostaną zastosowane jako warunek brzegowy do opisania ruchu aorty wstępującej w modelu. Pulsacyjne obciążenie ciśnieniowe z przepływu krwi zostanie przyłożone do wewnętrznej powierzchni modelu. Następnie na tym modelu zostanie przeprowadzona wirtualna operacja chirurgiczna lub symulacja interwencji wewnątrznaczyniowej w celu określenia kluczowych parametrów biomechanicznych, takich jak główne naprężenia i odkształcenie ścinające, które później zostaną skorelowane z klinicznymi zdarzeniami niepożądanymi podczas obserwacji. Wyniki pozwolą nam wyjaśnić rolę zmian biomechanicznych w zdarzeniach klinicznych po operacji/interwencji oraz określić, który parametr może przewidywać niekorzystne rokowanie u tych pacjentów.