Projekti / Programi
SLIKOVNO VODENI ENDOVASKULARNI POSEGI
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.06.00 |
Tehnika |
Sistemi in kibernetika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T111 |
Tehnološke vede |
Upodabljanje, obdelava podob |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.06 |
Tehniške in tehnološke vede |
Zdravstveni inženiring |
slikovno vodeni posegi, endovaskularni posegi, ožilje, analiza slik, poravnava slik, razgradnja slik, vizualizacija, validacija, navigacija
Raziskovalci (20)
Organizacije (2)
Povzetek
Namen tega projekta je razvoj naprednih in izvirnih tehnologij za slikovno vodene endovaskularne postopke v medicini. Posebno pozornost bomo posvetili translacijski raziskavi, to je prenosu temeljnih odkritij v klinično prakso. Multidisciplinarno raziskovalno sodelovanje med raziskovalci iz akademskega in kliničnega okolja, kasneje tudi iz industrijskega, je bistveni pogoj za doseganje visoko zastavljenih ciljev.
Cerebrovaskularne bolezni kot sta npr. možganska kap in krvavitve, ki so posledica obolenj ožilja, so tretji najpogostejši vzrok smrti in vodilni vzrok invalidnosti pri odraslih. Bolezni lahko preprečimo z zgodnjim odkrivanjem in zdravljenjem obolelega ožilja. V zadnjih letih so se za zdravljenje uveljavili minimalno invazivni slikovno vodeni endovaskularni posegi (IGEI). Z njimi zdravijo zoženja, anevrizme ali hipervaskularna področja, kot je npr. ožilje, ki oskrbuje tumor ali arteriovenska malformacija (AVM). S pomočjo IGEI lahko dostavimo zdravilo ali snov za embolizacijo, lahko pa vstavimo opornice ali navitja, ki omogočajo pretočnost zamašenih arterij ali preprečujejo, da anevrizma poči. Za postavljanje diagnoze ter za načrtovanje posega se uporabljajo tridimenzionalne (3D) slike, pridobljene pred posegom s pomočjo računalniške tomografske angiografije (CTA), magnetne resonančne angiografije (MRA), v zadnjem času pa s pomočjo 3D angiografije z rotirajočo C-roko (3D-DSA). Za boljšo vizualizacijo ožilja, ki lahko izboljša diagnozo, načrtovanje in izvedbo IGEI, so žile v 3D sliki pogosto razgrajene. Med IGEI posegom intervencijski radiolog vodi vodilno žico in kateter, ki sta vstavljena skozi majhen rez v femoralni arteriji, po kompleksnem 3D ožilju samo na podlagi dvodimenzionalnih (2D) fluoroskopskih slik nizkih doz, ki imajo odlično prostorsko in časovno resolucijo in omogočajo prikazovanje posega »v živo«. Zaradi slabega kontrasta žile na teh slikah niso izražene, predvsem pa ne vsebujejo informacije o globini. Zato se v bolnikov krvni obtok občasno vbrizga kontrastno sredstvo, ki omogoča vpogled v trenutno stanje ožilja. Za varno in uspešno vodenje inštrumentov v 3D na podlagi 2D slik mora imeti radiolog precejšnje sposobnosti mentalne rekonstrukcije 3D prizora in koordinacije slika-roka. Rekonstrukcijo in vizualizacijo ožilja v 3D za namen vodenja posega lahko izboljšamo z združevanjem informacije iz dinamičnih fluoroskopskih 2D slik in statičnih 3D slik. Ključ za združevanje informacije iz 2D in 3D je avtomatska 3D/2D poravnava slik. Na podlagi poravnave 3D slik pridobljenih pred posegom, ter 2D fluoroskopskih slik, pridobljenih med posegom, lahko poseg izboljšamo na dva načina. Prvič, s projiciranjem statičnih 3D podatkov, kot so (razgrajeno) ožilje, pridružena patologija ter/ali načrt izvedbe (3D pot) na živo 2D fluoroskopsko sliko. Drugič, s projiciranjem dinamične informacije na 2D fluoroskopskih slikah, kot so položaj endovaskularnih orodij in razširjanje kontrastnega sredstva, v 3D prostor predintervencijske slike. Obe strategiji omogočata večjo natančnost, varnost in hitrost posega, ter tudi manjšo količino sevanja ter uporabljenega toksičnega kontrastnega sredstva. Druga strategija lahko še dodatno izboljša diagnozo, načrtovanje ter vrednotenje izvedbe med in po posegu.
Poglavitni cilji predlaganega projekta so razvoj inovativnih metod in sistemov za slikovno vodene endovaskularne posege. Vse teoretične, računske in translacijske aktivnosti bodo osredotočene na naslednje teme: 1) natančne, zanesljive ter popolnoma avtomatske metode za 3D/2D poravnavo slik, 2) standardizirane metodologije za vrednotenje poravnave, 3) obsežno vrednotenje in primerjava različnih metod poravnave, 4) združevanje 2D in 3D podatkov s projekcijo statičnih podatkov iz 3D na 2D ter projekcijo dinamičnih podatkov iz 2D v 3D, 5) vizualizacijo nadgrajenih podatkov v 3D ter 6) hiter in učinkovit prenos razvitih postopkov in sistemov v klinično okolje.
Pomen za razvoj znanosti
Glede na aktualnost, zahtevnost in rezultate zaključenega raziskovalnega projekta, pričakujemo, da bo pomen raziskovalnega projekta za razvoj znanosti velik. Izmed rezultatov predlaganega raziskovalnega projekta še posebej izstopajo prispevki k tehničnim in medicinskim znanostim, še posebej na področju uporabe slikovnih tehnik v minimalno invazivnih endovaskularnih posegih. Dognanja, povezana z raziskovalno tematiko, se odražajo v izboljšanem slikovno podprtem endovaskularnem zdravljenju anevrizem. Izvirni znanstveni prispevki na področjih biomedicinske tehnike, medicine ter analize slik bodo spodbudili razvoj novih oz. nadgradnjo obstoječih tehnologij, ki bodo raznovrstno izboljšale zdravljenje s pomočjo endovaskularnih posegov. V okviru projekta smo objavili 6 izvirnih znanstvenih člankov; trije spadajo v kategorijo 1A1, trije pa v kategorijo 1A2. Kljub temu, da gre za novejše članke, ima članek v IEEE TMI avtorjev U. Mitrović in sod. že 12 citatov.
Pomen za razvoj Slovenije
Pomen projekta za Slovenijo lahko ocenimo s pomočjo intrinzične in ekstrinzične kvalitete rezultatov projekta. Intrinzična kvaliteta se meri z vplivom v akademski sferi, predvsem s publikacijami v revijah z visokim faktorjem vpliva in citiranostjo. V okviru projekta smo objavili 6 izvirnih znanstvenih člankov; trije spadajo v kategorijo 1A1, trije pa v kategorijo 1A2. Ekstinzična kvaliteta se odraža v koristih, ki jih imata slovenska družba in gospodarstvo. Ocenjujemo, da ima zaključeni projekt precejšen družbeno in ekonomsko potencial, na kar predvsem nakazujeta spodnja indikatorja. Indikator pomena za družbo: izboljšano zdravljenje in zdravje Demonstrirana izboljšana vizualizacija in navigacija s pomočjo združene informacije iz 3D in 2D slik zdravniku omogočata boljše in enostavnejše diagnosticiranje in načrtovanje posega ter natančnejšo, varnejšo in hitrejšo izvedbo posega po načrtu. Posledično se bo skrajšal čas celotnega posega. Prednosti naprednejšega slikovno vodenega endovaskularnega posega za bolnika pa bodo povečano število uspešnih posegov, manjša izpostavljenost žarčenju, manjša prejeta količina toksičnega kontrastnega sredstva in manjše število zapletov. Nevrološka klinika KCLJ lahko razvito nadgrajeno slikovno vodenje endovaskularnih posegov demonstrira in ponudi drugim bolnišnicam doma in v tujini. Indikator pomena za gospodarstvo: novi produkti/industrije, povečana zaposlenost, zmanjšani stroški Inovacije, ki so posledica predlaganega raziskovalnega projekta, vodijo do novih prototipov, katere bo lahko novoustanovljeno podjetje nadgradilo do komercialnega produkta. Posledično bo to povečalo zaposlenost. Z namenom pripeljati rezultate do nivoja TRL9 in komercializacije so člani projektne skupine v letu 2016 ustanovili podjetje INTELITEH d.o.o. Raziskovalna metodologija, rezultati in pridobljeno znanje pa niso omejeni in uporabni samo za endovaskularno zdravljenje anevrizem. Podoben pristop in orodja lahko uporabimo tudi na drugih področjih medicine. Trenutno znanje prenašamo na področje kvantifikacije možganskih lezij pri bolnikih z multiplo sklerozo, kvantifikaciji možganskih struktur za zgodnje odkrivanje in spremljanje bolnikov z altzheimerjevo boleznijo ter za načrtovanje in slikovno vodenje vstavljanja pedikularnih vijakov pri pacientih z boleznimi hrbtenice.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
