Análisis de deformaciones mediante FEM de procedimientos de implante transcatéter de válvula aórtica (TAVI) con obstrucción coronaria

Abstract

[ES] La estenosis aórtica (AS) es una de las patologías cardiovasculares más prevalentes, donde la degeneración y calcificación de la válvula aórtica genera una disminución de su área y condiciona la estenosis aórtica (EAo). La estenosis aórtica grave presenta una elevada mortalidad y su tratamiento se basa en el reemplazo valvular aórtico que puede ser de dos tipos: quirúrgico (SAVR: Surgical Aortic Valve Replacement), o percutáneo (TAVR: Transcatheter Aortic Valve Replacement¿). Las del segundo tipo, también llamadas TAVI (¿Transcatheter Aortic Valve Implantation¿), suponen el estándar de tratamiento en pacientes con riesgo quirúrgico moderado o alto. Consiste en el implante de una prótesis valvular a través un catéter endovascular. Esta intervención se realiza mediante guiado por fluoroscopia por lo que no se tiene una visión directa de la válvula como en el abordaje quirúrgico. La deformación de la prótesis valvular es moderadamente predecible tras el inflado del balón, sin embargo, la compresión radial de las valvas nativas engrosadas y calcificadas suponen un desplazamiento de este tejido hacia los ostia coronarios y pueden conducir a su obstrucción. La obstrucción coronaria yatrógena es una complicación grave y potencialmente mortal. El objetivo de este Trabajo Fin de Máster es modelar la deformación de las valvas a la hora de colocar el balón inflado y su posible oclusión de la arteria coronaria y, de este modo, poder predecir a nivel preoperatorio la viabilidad de la TAVI. Para alcanzar este objetivo se desarrollará, mediante modelado por elementos finitos (FEM), un modelo con la herramienta software Nx Nastran que simulará el comportamiento de la válvula del paciente a la hora de realizar la TAVI, teniendo en cuenta los materiales elásticos de la propia válvula, estructuras y tejidos circundantes (tracto de salida de ventrículo izquierdo, aorta ascendente, ¿), así como las calcificaciones de éstas. Los modelos anatómicos se obtendrán mediante la imagen de Tomografía Computarizada (TC) del paciente. Además, se realizará una validación preliminar cualitativa utilizando pacientes reales ya sometidos a TAVI en los que no se haya identificado obstrucción coronaria durante el procedimiento o riesgo alto en la preparación. Este Trabajo Fin de Máster se llevará a cabo en estrecha colaboración con el Hospital Clínico Universitario de Valencia.

[EN] Aortic stenosis (AS) is one of the most prevalent cardiovascular pathologies, where degeneration and calcification of the aortic valve leads to a reduction in its area and conditions aortic stenosis (AS). Severe aortic stenosis has a high mortality rate and its treatment is based on aortic valve replacement, which can be of two types: surgical (SAVR: Surgical Aortic Valve Replacement) or percutaneous (TAVR: Transcatheter Aortic Valve Replacement"). The second type, also called TAVI (Transcatheter Aortic Valve Implantation), is the standard of care for patients at moderate or high surgical risk. It consists of the implantation of a valve prosthesis through an endovascular catheter. This procedure is performed under fluoroscopic guidance, so there is no direct view of the valve as in the surgical approach. Deformation of the prosthetic valve is moderately predictable after balloon inflation, however, radial compression of the thickened and calcified native leaflets displaces this tissue into the coronary ostia and can lead to obstruction. Iatrogenic coronary obstruction is a serious and potentially fatal complication. The aim of this Master's thesis is to model the deformation of the leaflets when placing the inflated balloon and its possible occlusion of the coronary artery and, thus, to predict preoperatively the feasibility of TAVI. To achieve this objective, a model will be developed using finite element modelling (FEM) with the Nx Nastran software tool that will simulate the behaviour of the patient's valve at the time of TAVI, taking into account the elastic materials of the valve itself, surrounding structures and tissues (left ventricular outflow tract, ascending aorta, ...), as well as their calcifications. The anatomical models will be obtained from the patient's Computed Tomography (CT) image. In addition, a preliminary qualitative validation will be performed using real patients already undergoing TAVI in whom no coronary obstruction has been identified during the procedure or high risk in the preparation. This Master Thesis will be carried out in close collaboration with the Hospital Clínico Universitario de Valencia.