Modelos Deformables para el tratamiento ENdovascular y SEguimiento de aneurismas de aorta abdominal

El aneurisma de aorta abdominal (AAA) es una enfermedad que consiste en un debilitamiento y dilatación de la aorta abdominal, superando el diámetro normal en más de un 50 %. Sin tratamiento, tiende a crecer y puede romperse con un alto riesgo de mortalidad . La reparación endovascular del aneurisma (EVAR) es una alternativa mínimamente invasiva a la cirugía abierta que implica el despliegue y la fijación de una endoprótesis que aisla la pared dañada y crea un trombo que tiende a disminuir después de una intervención exitosa.
 
La  planificación  preoperatoria  se  realiza  sobre imágenes CTA  mediante mediciones  en  imágenes  de cada  paciente (diámetros y longitudes) que permiten la selección de la endoprótesis más adecuada o bien un diseño específico en el caso de antomías complejas. Un problema recurrente es que la posición relativa y la deformación conjunta catéter-aorta y endoprótesis-aorta no se conoce en la fase de planificación y diseño. La predicción del comportamiento mediante modelos deformables puede conducir a un mejor diseño y una reducción de la mortalidad a los 2 años. En el escenario intra-operatorio, la Angiografía de Rayos X (XA) ofrece información valiosa pero limitada, y todavía es difícil para el cirujano orientarse, visualizar las estructuras pertinentes y comparar la situación actual con la planificación y la endoprótesis diseñada. Los algoritmos basados en modelos deformables y registro de imagen no-rígido pueden ayudar a alinear las imágenes y los modelos en las fases pre- e intra-operatoria con el fin de proporcionar información valiosa  durante  la intervención.  Además,  esta  información  podría  ayudar  a  la  validación  de  modelos  de  simulación preoperatorios. 
 
Tras la intervención EVAR, se requiere un estrecho seguimiento mediante exámenes de CTA, al menos, anualmente. Los aneurismas excluídos correctamente tienden a contraerse. El volumen del aneurisma es un indicador mejor que el diámetro, pero no se utiliza en la rutina debido a la falta de métodos de robustos de segmentación del trombo. Por otra parte,sería muy útil poder alinear y comparar diferentes series post-operatorias CTA a fin de evaluar la evolución del aneurisma  mediante  diferentes  análisis  de  forma,  la  migración  de  la  endoprótesis  y  otros  cambios  relevantes  para evaluar  el  riesgo  de  ruptura.  Esto  requiere  de  una  investigación  en  modelos  deformables  y  registro  no-rígido  de imágenes con el fin de alinear diferentes series temporales CTA con estructuras cambiantes. 
 
Un  desafío  técnico  común  en  estos  escenarios  es  el  estudio  de  modelos  deformables  (simulación  pre-operatoria, registro intra-operatorio, registro de series temporales post-operatorio…), que es el objetivo principal del proyecto DEFENSE. 

Estos  modelos  permitirían  caracterizar  los  cambios  y  deformaciones  que  ocurren  antes,  durante  y  tras  de  la intervención.  El  estudio  de  las  deformaciones  involucradas  podría  dar  lugar  a  nueva  evidencia  clínica  que  permita mejorar las intervenciones y los diseños de endoprótesis y evaluar el riesgo de ruptura después de la intervención. 

Vicomtech participará fundamentalmente en la generación de modelos 3D mediante la segmentación de diferentes estructuras de interés visibles en las imágenes CTA o XA (lumen de la aorta, trombo, endoprótesis, vértebras...) y en el seguimiento del anuerisma y predicción de riesgo en la fase post-operatoria.