Planejamento específico do paciente de intervenções cerebrais minimamente invasivas com base no mapeamento hemodinâmico vascular

O número de tratamentos de vasos sanguíneos utilizando um cateter inserido num vaso sanguíneo, também conhecido como tratamento endovascular, tem aumentado nas últimas décadas. Existem várias vantagens associadas a esta técnica, como ser menos invasiva e apresentar menor risco de complicações. Espera-se que esta técnica se torne o tratamento preferido para aneurismas intracranianos e malformações arteriovenosas (MAVs).

Apesar das vantagens dos procedimentos endovasculares, ainda existem desafios técnicos que podem afetar a sua eficácia e segurança. Na prática clínica, um fio-guia (aproximadamente 1,5 a 2,0 m) é direcionado sob imagem fluoroscópica para a área específica do cérebro. Navegar com precisão pela ponta de um fio-guia passivo manipulando a extremidade proximal requer muitos anos de experiência e pode ser uma tarefa complicada, mesmo para radiologistas intervencionistas experientes. Além disso, navegar o cateter até a área cerebral alvo já pode ocupar grande parte do tempo do procedimento. Um segundo desafio é o risco de embolização ou recanalização incompleta. O risco de embolização incompleta está particularmente presente nas MAVs, por apresentarem estrutura complexa. A realização de uma embolização pode causar alterações na hemodinâmica daquela região cerebral específica, resultando em outras vias de fluxo preferenciais, o que pode posteriormente levar a outro procedimento de embolização. Isto cria a necessidade de avaliações angiográficas repetidas, o que também leva a procedimentos mais longos e mais caros e a uma maior exposição do paciente à radiação. Os desafios acima mostram que há necessidade de um método que permita intervenções neurológicas mais rápidas e eficientes, com o paciente recebendo menor dose de radiação e maior probabilidade de embolização completa e duradoura.

O objetivo do estudo é desenvolver uma nova metodologia para planejamento pré-operatório de navegação e embolização do cateter, baseada no mapeamento da vasculatura cerebral e modelagem do fluxo sanguíneo através da vasculatura arterial associada. Na cardiologia já existem técnicas de navegação guiada do fio-guia ou outra ferramenta sem a necessidade de orientação fluoroscópica. Nestas técnicas, a vasculatura específica do paciente é mapeada, com uma representação 3D detalhada da rede vascular exibida juntamente com o rastreamento da posição do cateter em relação a este mapa num quadro de referência 3D correto. No entanto, estas técnicas ainda não foram estendidas às intervenções neurovasculares, uma vez que a vasculatura cerebral é uma vasculatura arterial intrinsecamente complexa.

Para o presente estudo, existem dois objetivos principais. O primeiro objetivo principal desta pesquisa é mapear a vasculatura cerebral por meio da quantificação e análise de dados angiográficos 3D com o objetivo de avaliar a acessibilidade da vasculatura para navegação do cateter e apoiar o rastreamento do cateter.

O segundo objetivo principal é desenvolver e validar modelos de dinâmica de fluidos computacional (CFD) e inteligência artificial (IA) de fluxo sanguíneo cerebral, com o objetivo de apoiar o planejamento pré-operatório. Estes modelos de IA servem para acelerar os modelos CFD. O aspecto clínico deste estudo envolve apenas a coleta de dados retrospectivos e prospectivos do paciente, portanto não há risco clínico adicional para o paciente. De preferência, imagens médicas (imagens de ressonância magnética cerebral (resolução: 0,3 - 0,5 mm), angiografia rotacional 3D (3DRA, resolução: 0,05 - 0,28 mm), angiografia de subtração digital biplanar (DSA, resolução: 0,15 - 0,62 mm)), juntamente com um formulário de relato de caso (CRF, incluindo parâmetros terapêuticos e resposta). Após a coleta de dados, modelos específicos do paciente sobre a (acessibilidade da) vasculatura e distribuição de fluidos nos vasos sanguíneos cerebrais serão desenvolvidos no lado da UGent (grupos de pesquisa IbiTech BioMMedA; MEDISIP, Departamento de Eletrônica e Sistemas de Informação e grupo de pesquisa IPI , Departamento de Telecomunicações e Processamento de Informação, ambos pertencentes à Faculdade de Engenharia e Arquitetura da UGent). As imagens médicas desempenham um papel crucial no desenvolvimento e validação destes modelos. Uma vez validados estes modelos (incluindo a utilização de modelos in vitro com fantasmas impressos em 3D), eles também poderão ser utilizados em aplicações clínicas a longo prazo. A validação desses modelos em um ambiente clínico e intervencionista ainda não é aplicável para este estudo.