Modelagem biomecânica específica do paciente de aneurisma da aorta abdominal para melhorar o reparo endovascular da aorta (AAA2D3DIII)

A cirurgia endovascular requer ferramentas cirúrgicas especiais inseridas e navegadas através do sistema vascular para alcançar remotamente o local de uma doença. Esta navegação e tratamento são executados em imagens de raios-X de vídeo chamadas de fluoroscopia. Essa radiografia de baixa potência revela apenas os ossos, embora a cirurgia seja feita nos vasos. O agente químico corante pode pintar momentaneamente o vaso, mas esse agente é tóxico quando usado em alta dosagem.

Para ajudar o cirurgião a navegar em seu caminho, os pesquisadores estão desenvolvendo com a Siemens Healthineers um software de visualização aprimorada que exibe na imagem fluoroscópica as estruturas vasculares do paciente e adapta sua forma pela força de deformação das ferramentas endovasculares. Isso pode reduzir o uso de agente de contraste, reduzir o tempo de intervenção (reduzindo assim a exposição à radiação) e geralmente melhorar os resultados cirúrgicos.

Para deformar a estrutura vascular sem sua visualização, os pesquisadores usarão uma função matemática para calcular a forma do vaso quando submetido à influência de ferramentas endovasculares. Esta função será baseada em simulações biomecânicas computacionais realizadas em um grande banco de dados de imagens intervencionistas. Os tecidos de toda a região abdominal serão simplificados e modelados para obter o comportamento mais realista. Simulações biomecânicas têm sido usadas em inúmeras aplicações médicas como uma ferramenta de validação. Os investigadores querem inovar e trazer este complexo resultado de simulação para uma aplicação ao vivo e reativa. Esta inovação tecnológica melhorará substancialmente o desempenho e a confiabilidade do software de assistência à fusão de imagens e estabelecerá um novo padrão nas práticas de assistência médica. Os principais objetivos deste projeto de pesquisa colaborativa são:

1. Crie um conjunto de dados de modelo de simulação com base nos dados existentes do paciente.
2. Compare a simulação em dados per-operatórios e melhore a precisão dos resultados em um grande conjunto de dados, integrando as propriedades biomecânicas e os modelos constitutivos necessários.
3. Proponha um fluxo de trabalho compatível com a arquitetura Siemens que implemente a sobreposição de saída de simulação
4. Com base no modelo biomecânico existente dos investigadores, identifique parâmetros geométricos, biomecânicos e específicos do paciente, como tortuosidade, grau e distribuição de calcificação, presença e morfologia do trombo, propriedades elásticas do material das estruturas incorporadas e mecânica de contato com as estruturas circundantes.
5. Desenvolver uma ferramenta matemática para deformar um modelo vascular para recriar o comportamento mecânico numérico.
6. Estenda o método de transferência de simulação para uma solução genérica que pode ser adaptada para intervenções em outros territórios anatômicos (ou seja, intervenção neurovascular: deformação do vaso de bobinas e desviadores de fluxo)