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Déploiement de l’endoprothèse : étude expérimentale Mouktadiri et al., JBSE, 2013 Gindre et al., IJNMBE, 2015 Gindre et al., TBE, 2016 [email protected] Montée des outils : étude par simulation numérique Contexte § Réparation peu invasive de l’Anévrisme de l’Aorte Abdominale (AAA) par chirurgie endovasculaire = déploiement d’une endoprothèse amenée via les accès iliaques dans l’anévrisme après insertion de guides § Complications per- et post-opératoires : § Difficultés d’accès, mauvais positionnement de l’endoprothèse § Endofuites, migration de l’endoprothèse Simulation patient-spécifique de la chirurgie endovasculaire des anévrismes de l’aorte abdominale pour en optimiser le planning A. Bel-Brunon, J. Gindre, G. Mouktadiri, A. Combescure, H. Walter Le Berre, B. Bou-Saïd, M. Lantelme, S. Meier, H. Liebgott, D. Vray, V. Perrot (CREATIS), M. Rochette (ANSYS France), A. Lucas (CHU Rennes), P. Haigron (LTSI) Objectif Améliorer le planning de l’intervention à l’aide de la simulation numérique patient-spécifique de toute la procédure : montée des outils, déploiement de l’endoprothèse, retrait des outils, comportement post-opératoire de l’endoprothèse Résultats § Modèle calibré sur un patient et validé sur 28 autres patients suivis au CHU de Rennes § Modèle prédictif pour la position des guides, les changements de longueur des segments artériels et les complications d’accès et de positionnement de l’endoprothèse § Outil de simulation implémenté dans un logiciel à destination des cliniciens pour aider au planning Objectifs § Comprendre l’interaction aorte/endoprothèse pendant et après le déploiement pour mieux prédire par la simulation les complications (couverture, migration, endofuite) Méthodes § Développer un montage expérimental qui mette une aorte fantôme biofidèle dans des conditions physiologiques (flux sanguin, support mécanique, pression externe) § Mesurer les déformations de la structure sous l’effet de la pression artérielle, des guides et de l’endoprothèse à Corrélation d’images numériques § Mesurer le mouvement relatif de la paroi aortique et de l’endoprothèse déployée à Échographie ultra-sonore ultra-rapide anévrisme calcification Aorte abdominale anévrismée Chirurgie endovasculaire Objectif § Simuler les déformations de la structure vasculaire sous l’effet des guides Méthodes § Géométrie patient- spécifique reconstruite à partir du scanner pré- opératoire de routine Géométrie initiale de l’aorte Géométrie finale après montée des guides à grande variabilité inter-individus § Structure sollicitée en pression interne et reliée mécaniquement au rachis § Analyse du redressement des artères iliaques et du mouvement relatif des ostia (départ des artères secondaires) Scanner peropératoire Géométries patient-spécifiques Résultats préliminaires § Mesure des déformations de la structure sous l’effet de la pression sanguine § Faisabilité de la mesure par échographie ultra-sonore Observation transverse par échographie ultra-sonore : 1. aorte, 2. flux, 3. colonne vertébrale Résultats attendus Acquisition de données expérimentales nouvelles pendant l’insertion et le déploiement de l’endoprothèse pour alimenter le modèle numérique BQR INSA - collaboration CREATIS ANR Endosim Résultat de simulation pour un cas-patient Géométries initiale et déformée et position des guides 10 mm 7.5 5 2.5 0 Distance locale entre guide réel et guide simulé Géométrie finale après montée des guides Géométrie initiale de la structure vasculaire Face Côté Déformation à la surface du fantôme sous l’effet de la pression sanguine Déformation principale e1 de Green-Lagrange 0.1675 0.1 0

Simulation patient-spécifique de la chirurgie

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Page 1: Simulation patient-spécifique de la chirurgie

Déploiementdel’endoprothèse:étudeexpérimentale

Mouktadirietal.,JBSE,2013Gindreetal.,IJNMBE,2015

Gindreetal.,TBE,[email protected]

Montéedesoutils:étudeparsimulationnumérique

Contexte

§  Réparationpeuinvasivedel’Anévrismedel’AorteAbdominale(AAA)parchirurgieendovasculaire=déploiementd’uneendoprothèseamenéevia lesaccès iliaquesdansl’anévrismeaprèsinsertiondeguides

§  Complicationsper-etpost-opératoires:§  Difficultésd’accès,mauvaispositionnementdel’endoprothèse§  Endofuites,migrationdel’endoprothèse

Simulationpatient-spécifiquedelachirurgieendovasculairedesanévrismesdel’aorteabdominalepourenoptimiserleplanningA.Bel-Brunon,J.Gindre,G.Mouktadiri,A.Combescure,H.WalterLeBerre,B.Bou-Saïd,M.Lantelme,S.Meier,H.Liebgott,D.Vray,V.Perrot(CREATIS),M.Rochette(ANSYSFrance),A.Lucas(CHURennes),P.Haigron(LTSI)

Objectif

Améliorerleplanningdel’interventionàl’aidedelasimulationnumériquepatient-spécifiquedetoutelaprocédure:montéedesoutils,déploiementdel’endoprothèse,retraitdesoutils,comportementpost-opératoiredel’endoprothèse

Résultats§  Modèlecalibrésurunpatientetvalidésur28autres

patientssuivisauCHUdeRennes

§  Modèle prédictif pour la position des guides, leschangementsde longueurdes segments artériels etles complications d’accès et de positionnement del’endoprothèse

§  Outil de simulation implémenté dans un logiciel à

destinationdesclinicienspouraiderauplanning

Objectifs§  Comprendre l’interaction aorte/endoprothèse pendant et

aprèsledéploiementpourmieuxprédireparlasimulationlescomplications(couverture,migration,endofuite)

Méthodes§  Développerunmontageexpérimentalquimetteuneaorte

fantômebiofidèledansdesconditionsphysiologiques(fluxsanguin,supportmécanique,pressionexterne)

§  Mesurerlesdéformationsdelastructuresousl’effetdelapressionartérielle,desguidesetdel’endoprothèse àCorrélationd’imagesnumériques

§  Mesurer lemouvement relatif de la paroi aortique et del’endoprothèsedéployée àÉchographieultra-sonoreultra-rapide

anévrisme calcification

AorteabdominaleanévrisméeChirurgieendovasculaire

Objectif§  Simulerlesdéformations

delastructurevasculairesousl’effetdesguides

Méthodes§  Géométriepatient-

spécifiquereconstruiteàpartirduscannerpré-opératoirederoutine

Géométrieinitialedel’aorte

Géométriefinaleaprèsmontéedesguides

àgrandevariabilitéinter-individus

§  Structure sollicitée en pressioninterneet reliéemécaniquementaurachis

§  Analyse du redressement desartèresiliaquesetdumouvementrelatif des ostia (départ desartèressecondaires)

Scannerperopératoire

Géométriespatient-spécifiques

Résultatspréliminaires§  Mesuredesdéformationsdelastructuresousl’effetdela

pressionsanguine§  Faisabilitédelamesureparéchographieultra-sonore

Observationtransverseparéchographieultra-sonore:1.aorte,2.flux,3.colonnevertébrale

RésultatsattendusAcquisitiondedonnéesexpérimentales

nouvellespendantl’insertionetledéploiementdel’endoprothèsepour

alimenterlemodèlenumérique

BQRINSA-collaborationCREATIS

ANREndosim

Résultatdesimulationpouruncas-patient

Géométriesinitialeet

déforméeetpositiondesguides

10mm7.552.50

Distancelocaleentreguideréeletguidesimulé

Géométriefinaleaprèsmontéedesguides

Géométrieinitialedelastructurevasculaire

Face Côté

Déformationàlasurfacedufantôme

sousl’effetdelapressionsanguine

Déformationprincipalee1deGreen-Lagrange

0.16750.10