Неинвазивная характеристика ткани аневризмы аорты с использованием вязкоупругости стенки (AAA multiphase)

ПРЕДПОСЫЛКИ - Разрыв аневризмы брюшной аорты (ААА) является 13-й причиной смерти в Северной Америке. Показания к процедуре предотвращения разрыва основаны на максимальном диаметре АБА. Однако это дихотомический критерий, ведущий к недооценке или переоценке риска разрыва. Критерии, основанные на биомеханике, были исследованы с использованием анализа конечных элементов (FEA). Ограничением FEA является отсутствие биомеханической информации о конкретном пациенте. Наша команда ранее разработала метод картирования штамма AAA in vivo, названный неинвазивной эластографией сосудов с помощью ультразвука (NIVE). Тем не менее, он основан на двухмерных ультразвуковых сериях, в то время как новые датчики с матричным массивом позволяют получить трехмерное картирование деформации с более низким временным разрешением. Мы предлагаем создать 3D-карту деформации АБА с помощью 3D-УЗИ и зарегистрировать карту деформации на однофазной КТ.

В рамках проекта мы планируем получить мультимодальные изображения от 30 пациентов с АБА, которым запланировано плановое восстановление. 3D-обследование NIVE и многофазная КТ будут выполнены каждому пациенту менее чем через месяц после операции. Часть стенки AAA будет взята во время операции, чтобы соотнести деформации с тестами на растяжение и гистологией. После реализации обработки NIVE и 3D-регистрации значения деформации NIVE и многофазной КТ будут рассчитаны и, при необходимости, проконтролированы для измерения артериального давления, максимального диаметра АБА, кальциевой нагрузки, пола и возраста. Модель FEA, разработанная в Университете Калгари, будет персонализирована с использованием расчета штаммов in vivo. Сравнение измерения деформации между NIVE и многофазной КТ, корреляция измерений деформации и персонализированного FEA с ростом AAA будут представлять собой вторичные конечные точки. Мы ожидаем, что после полной проверки этой персонализированной модели она предоставит прогностические биомаркеры для уязвимости AAA.

ЗАДАЧИ - Основные задачи: 1. Получить мультимодальный набор данных изображений (многофазная КТ, 3D УЗИ) от 30 пациентов с АБА, перенесших восстановительную операцию (этап 1); 2. Оптимизация и проверка in vitro протокола сбора данных NIVE и алгоритма регистрации изображений между NIVE и одной фазой многофазной КТ (фаза 1); 3. Сравните основное распределение деформации, оцененное с помощью 3D NIVE, зарегистрированное на обычной КТ, и полученное с помощью многофазной КТ (фаза 1); 4. Подтвердить оба подхода гистологией и испытанием на растяжение на образцах ААА (фаза 2).

Основная гипотеза: Карты деформации с помощью 3D NIVE, зарегистрированные на однофазной КТ, обеспечивают точную оценку in vivo прочности стенки АБА и обеспечивают точность, аналогичную деформации, полученной при многофазной КТ, для оценки уязвимости АБА.

МЕТОДОЛОГИЯ ** На данный момент будет проведена только Фаза 1** - Дизайн: Мы планируем проспективное исследование с участием 30 пациентов с АБА, которым запланирована плановая открытая пластика. Для фазы 1 исследования мы проведем всем пациентам обследование NIVE и многофазную КТ в течение менее одного месяца после операции. Для фазы 2 исследования будут набраны пациенты, перенесшие открытую операцию. Часть стенки АБА будет взята во время операции (за рамками пилотного исследования) для проведения испытаний на биаксиальное растяжение и гистологического исследования. Пациенты будут набираться в Больничном центре Университета Монреаля (CHUM) и в кампусе Университета Макгилла в Глене.

Анализ данных: корреляция Спирмена, точность оценивается по средней ошибке и стандартному отклонению, коэффициент внутриклассовой корреляции, анализ Бланда-Альтмана, смешанная линейная модель для оценки влияния пола, MaxD, пульсового давления, оценки кальцификации при измерениях деформации (NIVE, многофазная КТ) .

ОБОСНОВАНИЕ И ВОЗДЕЙСТВИЕ - Разрыв АБА (рААА) представляет собой опасную для жизни ситуацию, которая является 13-й причиной смертности в США. Эндоваскулярная пластика аневризмы (ЭВР) часто предпочтительнее при рААА из-за меньшей заболеваемости и смертности по сравнению с ОР (1,6 против 5%). Но эти данные показывают, что отношение максимального диаметра к разрыву является нелинейным и неточным для прогнозирования разрыва. Поэтому необходимы новые визуализирующие биомаркеры для прогнозирования роста и разрыва АБА. Существует также необходимость персонализировать моделирование ткани с оценкой напряжения стенки АБА in vivo, чтобы улучшить предсказание разрыва или роста АБА. В конце исследования мы ожидаем полной проверки этой неинвазивной оценки уязвимости стенки АБА с использованием слияния УЗ-КТ, которая будет составлять основу персонализированной оценки уязвимости АБА. Картирование деформации можно использовать для улучшения отбора пациентов или включить в модель FEA. Наша персонализированная прогностическая модель также будет полезна для моделирования, планирования и руководства процедурами EVAR.