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Apport de l'assistance par ordinateur lors de la pose d'endoprothèse aortique
No full textThe development of endovascular aortic procedures is growing. These mini-invasive techniques allow a reduction of surgical trauma, usually important in conventional open surgery. The technical limitations of endovascular repair are pushed to special aortic localizations which were in the past decade indication for open repair. Success and efficiency of such procedures are based on the development and the implementation of decision-making tools. This work aims to improve endovascular procedures thanks to a better utilization of pre and intraoperative imaging. This approach is in the line with the framework of computer-assisted surgery whose concepts are applied to vascular surgery. The optimization of endograft deployment is considered in three steps. The first part is dedicated to preoperative imaging analysis and shows the limits of the current sizing tools. The accuracy of a new measurement criterion is assessed (outer curvature length). The second part deals with intraoperative imaging and shows the contribution of augmented reality in endovascular aortic repair. In the last part, image guided surgery on soft tissues is addressed, especially the arterial deformations occurring during endovascular procedures which disprove rigid registration in fusion imaging. The use of finite element simulation to deal with this issue is presented. We report an original approach based on a predictive model of deformations using finite element simulation with geometrical and anatomo-mechanical patient specific parameters extracted from the preoperative CT-scan.Les techniques endovasculaires, particulièrement pour l’aorte, sont en plein essor en chirurgie vasculaire. Ces techniques mini-invasives permettent de diminuer l’agression chirurgicale habituellement importante lors de la chirurgie conventionnelle. Les limites techniques sont repoussées à certaines localisations de l’aorte qui étaient il y a encore peu de temps inaccessibles aux endoprothèses. Le succès et l’efficience de ces interventions reposent en partie sur l'élaboration et la mise en œuvre de nouveaux outils d'aide à la décision. Ce travail entend contribuer à l’amélioration des procédures interventionnelles aortiques grâce à une meilleure exploitation de l’imagerie pré et peropératoire. Cette démarche s’inscrit dans le cadre plus général des Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur, dont les concepts sont revisités pour les transposer au domaine de la chirurgie endovasculaire. Trois axes sont développés afin de sécuriser et optimiser la pose d'endoprothèse. Le premier est focalisé sur l’analyse préopératoire du scanner (sizing) et montre les limites des outils de mesure actuels et évalue la précision d’un nouveau critère de mesure des longueurs de l’aorte (courbure externe). Le deuxième axe se positionne sur le versant peropératoire et montre la contribution de la réalité augmentée dans la pose d’une endoprothèse aortique. Le troisième axe s’intéresse au problème plus général des interventions sur les tissus mous et particulièrement aux déformations artérielles qui surviennent au cours des procédures interventionnelles qui mettent en défaut le recalage rigide lors de la fusion d’images. Nous présentons une approche originale basée sur un modèle numérique de prédiction des déformations qui utilise la simulation par éléments finis en y intégrant des paramètres géométriques et anatomo-mécaniques spécifique-patient extraits du scanner préopératoire
Computer aided surgery in endovascular aortic procedures
No full textLes techniques endovasculaires, particulièrement pour l’aorte, sont en plein essor en chirurgie vasculaire. Ces techniques mini-invasives permettent de diminuer l’agression chirurgicale habituellement importante lors de la chirurgie conventionnelle. Les limites techniques sont repoussées à certaines localisations de l’aorte qui étaient il y a encore peu de temps inaccessibles aux endoprothèses. Le succès et l’efficience de ces interventions reposent en partie sur l'élaboration et la mise en œuvre de nouveaux outils d'aide à la décision. Ce travail entend contribuer à l’amélioration des procédures interventionnelles aortiques grâce à une meilleure exploitation de l’imagerie pré et peropératoire. Cette démarche s’inscrit dans le cadre plus général des Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur, dont les concepts sont revisités pour les transposer au domaine de la chirurgie endovasculaire. Trois axes sont développés afin de sécuriser et optimiser la pose d'endoprothèse. Le premier est focalisé sur l’analyse préopératoire du scanner (sizing) et montre les limites des outils de mesure actuels et évalue la précision d’un nouveau critère de mesure des longueurs de l’aorte (courbure externe). Le deuxième axe se positionne sur le versant peropératoire et montre la contribution de la réalité augmentée dans la pose d’une endoprothèse aortique. Le troisième axe s’intéresse au problème plus général des interventions sur les tissus mous et particulièrement aux déformations artérielles qui surviennent au cours des procédures interventionnelles qui mettent en défaut le recalage rigide lors de la fusion d’images. Nous présentons une approche originale basée sur un modèle numérique de prédiction des déformations qui utilise la simulation par éléments finis en y intégrant des paramètres géométriques et anatomo-mécaniques spécifique-patient extraits du scanner préopératoire.The development of endovascular aortic procedures is growing. These mini-invasive techniques allow a reduction of surgical trauma, usually important in conventional open surgery. The technical limitations of endovascular repair are pushed to special aortic localizations which were in the past decade indication for open repair. Success and efficiency of such procedures are based on the development and the implementation of decision-making tools. This work aims to improve endovascular procedures thanks to a better utilization of pre and intraoperative imaging. This approach is in the line with the framework of computer-assisted surgery whose concepts are applied to vascular surgery. The optimization of endograft deployment is considered in three steps. The first part is dedicated to preoperative imaging analysis and shows the limits of the current sizing tools. The accuracy of a new measurement criterion is assessed (outer curvature length). The second part deals with intraoperative imaging and shows the contribution of augmented reality in endovascular aortic repair. In the last part, image guided surgery on soft tissues is addressed, especially the arterial deformations occurring during endovascular procedures which disprove rigid registration in fusion imaging. The use of finite element simulation to deal with this issue is presented. We report an original approach based on a predictive model of deformations using finite element simulation with geometrical and anatomo-mechanical patient specific parameters extracted from the preoperative CT-scan
Facteurs prédictifs préopératoires de régression du sac anévrysmal après traitement endovasculaire des anévrysmes de l'aorte abdominale
No full textBut: la régression du sac anévrysmale après traitement endovasculaire (EVAR) est un marqueur fiable de succès à long terme. Le but de cette étude était d'identifier les facteurs prédictifs de régression du sac selon les normes internationales de description anatomique des AAA. Méthodes: sur 199 patients opérés d'un AAA par voie endovasculaire entre 2000 et 2009, 164 est un suivi scannographique et échographique complet ont été inclus dans cette étude rétrospective. Pour être inclus, tous les angioscanners devaient être analysables avec un logiciel permettant d'effectuer des mesures tridimensionnelles (Endosize® , Rennes, France). Chaque paramètre anatomique a été catégorisé selon 4 grades de sévérité conformément aux reporting standard de la société internationale de chirurgie vasculaire. A partir de ces grades, un score de gravité anatomique a été calculé au niveau du collet, de l'AAA et des artères iliaques. Les facteurs cliniques et démographiques ont également été étudiés. Les patients présentant une régression>=5mm de leur AAA au cours du suivi appartenaient au groupe A, les autres au groupe B. Résultats: les taux de régression était de 40,2% (groupe A, n=66). L'âge moyen dans le groupe A était de 71.4+- 8.9 ans et de 76.3+-8.3 ans dans le groupe B (P=5 mm were assigned to group A, and the others were assigned to group B. Results: aneurysmal regression occured in 66 (40.2%) patients (group A). The mean age was 71.4+-8.9 years in group A, and 76.3+-8.3 in group B. Univariate analyses showed sllmaller severity scores at the aortic neck (p=0.05) and the iliac arteries (p=0.002) in group A. In group A, calcifications and thrombus were less significant at the aortic neck (p=0.003 and p=0.02) and at the iliac arteries (p=0.001 et p=0.02), and inferior mesenteric artery patency was less frequent (68.2% vs 82.7%, p=0.04). Two multivariate analyses were carried out, of which one considered the scores, and the other was based on the variables included in the scores. In the first, the patients of group A were younger (p=0.002) and aortic neck calcifications were less significant (p=0.007). In the second, the patients of group Awere younger (p<0.001) and the aortic neck scores were smaller (p=0.04). There was no difference between the two groups, in terms of the implanted endoprosthesis, nor in the follow-up (46.4+-24 months in group A, and 47.2+-22 months in group B, p=0.35). Conclusion: in this study, the young age of the patients and their aortic neck quality, in particular the absence of neck calcification, appear to have been the main factors affecting aneurysm shrinkage, such that they represent a target population for the improvement of EVAR resultsRENNES1-BU Santé (352382103) / SudocSudocFranceF
Résultats à moyen terme de la prise en charge des anévrismes poplités et facteurs pronostiques : expérience de 10 ans
No full textIntroduction : Il existe trois techniques chirurgicales pour le traitement d’un anévrisme poplité (AP): un pontage veineux, un pontage prothétique ou une endoprothèse couverte autoexpansible. L’objectif de cette étude était de comparer les résultats de perméabilité de ces différentes techniques et de rechercher d’éventuels facteurs prédictifs de thrombose. Méthode : De 2008 à 2019, au CHU de Rennes, tous les patients opérés d’un AP ont été inclus. Une analyse des techniques opératoires et des suivis post opératoires ont été́ réalisées. Une analyse scannographique pré opératoire a également été effectuée. Résultats : 100 patients ont été inclus, 32 patients ont été traités par technique endovasculaire, 27 ont bénéficié d’un pontage par autogreffe veineuse et 41 par pontage prothétique. L’âge moyen des patients est de 72 ans (±11 ans). Le mode de révélation est une découverte fortuite pour 58 patients (58%). Le diamètre moyen des anévrismes est de 29,5 (± 8,8) mm. Les diamètres artériels d’amont et d’aval sont similaires, avec une artère fémorale superficielle d’amont de diamètre moyen à 9,8mm (± 2,1 mm), une artère poplité d’aval de diamètre moyen à 8,8 mm (± 2,1 mm), et une longueur d’anévrisme moyenne à 93 mm (± 45 mm). La majorité des anévrismes sont fusiformes (89%). L’évaluation du lit d’aval retrouve que 14/64 (21,8%) des patients ne possèdent pas de dégradation de leurs axes artériels, 17/64 (26,6%) possèdent en revanche une dégradation importante (un seul axe perméable en cheville), 33 (51,6%) patients présentent une dégradation d’un axe artériel. La durée moyenne d’hospitalisation est respectivement de 3 (±2) jours, 4 (±2) jours et 8(±8) jours pour les patients opérés par voie endovasculaire, pontage prothétique et pontage veineux. La durée de suivi moyenne est de 33 (± 33) mois. Au cours du suivi on dénombre 8 décès. 14 patients ont présenté une thrombose de leur pontage après 6 mois de suivi. La perméabilité primaire pour les prises en charge endovasculaire, prothétique et veineux à 36 mois est de 68%, 93,8% et 65,6%. La perméabilité secondaire est de 78,29%, 90,35% et 88,67%. La perméabilité primaire assistée est de 100%, 100% et 79,87%. Le taux de sauvetage de membre au cours du suivi est de 97% à 5 ans. L’indemnité de thrombose à 36 mois pour les patients opérés par voie médiale est de 92,31% et de 87,16% (NS) pour les patients opérés par voie postérieure. L’indemnité de thrombose à 36 mois pour les patients symptomatiques est de 84,18% et de 88,21% pour les patients asymptomatiques. Le volume de thrombus anévrismal ne semblait pas influencé l’état du lit d’aval (p = 0,79). L’insuffisance rénale chronique apparait comme un facteur prédictif majeur de thrombose de pontage avec un odds ratio de 5,59 (1,10 ; 28,37)
Étude PANORAMA : procédures endovasculaires avec assistance par ordinateur dans l’Artériopathie oblitérante des Membres inférieurs à l’étage fémoropoplité
No full textIntroduction. Les nouvelles modalités d’imagerie interventionnelle permettent de sécuriser et améliorer le geste endovasculaire mais ne sont accessibles qu’à travers les salles hybrides. L’objectif de cette étude était d’évaluer l’efficience d’un logiciel d’assistance à la navigation endovasculaire, dans les procédures de revascularisation fémoro-poplité avec un arceau mobile. Matériel et méthode. De Mai à Décembre 2017, 41 patients nécessitant une revascularisation endovasculaire fémoro-poplité ont été inclus. Les interventions étaient réalisées dans un bloc opératoire conventionnel équipé d’un capteur plan mobile (Cios Alpha, Siemens). Le flux vidéo numérique était transmis à une station d’angionavigation (EndoNaut (EN), Therenva). Le logiciel avait pour but de créer un panorama osseux (fluoroscopique) et artériel (angiographique) du membre traité, à partir des artériographies réalisées en début de procédure. A chaque déplacement de table, le logiciel relocalisait l’image courante sur le panorama osseux, par un recalage 2D-2D, et fusionnait le masque du panorama artériel. Les taux de succès de création de panorama osseux et artériel et celui de réussite de relocalisation ont été évalués. Les données concernant l’irradiation et le PC ont été comparées à un groupe contrôle opéré avec le même capteur plan et sans ce logiciel d’assistance. Résultats. Sur les 41 procédures, les panoramas osseux ont pu être crées automatiquement à chaque fois dont 33 (80,5%) sans ajustement manuel et 100% des panorama artériels ont pu être créés automatiquement. 35 relocalisations basées sur un recalage 2D-2D ont pu être réalisées sur les 41 procédures, soit un taux de succès de 85%. Les causes d’échec étaient représentées par un changement de hauteur de table ou d’angulation de l’arceau. Il n’y avait pas de différences sur les paramètres d’irradiation (temps de fluoroscopie, kerma d’air, produit dose-surface) entre les groupes. Il y avait moins de produit de contraste injecté dans le groupe avec la station pour les lésions de TASC A et B (43,3 vs 72,4 ml, p=0,01). Conclusion. Cette étude préliminaire montre qu’il est possible d’optimiser l’imagerie des arceaux mobiles pour les procédures endovasculaires femoropoplité sans équipement lourd. Ces outils d’imagerie apportent un confort aux opérateurs non quantifiable. Les bénéfices cliniques doivent être évalués par une méthodologie rigoureuse. L’amélioration de l’imagerie interventionnelle fera peut-être évoluer à terme les pratiques et réduira le nombres d’explorations irradiantes préopératoires
Sizing for endovascular aneurysm repair: clinical evaluation of a new automated three-dimensional software.
No full textInternational audienc
An improved nonlinear diffusion in Laplacian pyramid domain for cone beam CT denoising during image-guided vascular intervention
No full textInternational audienceBackground Cone-beam computed tomography (CBCT) acquisition during endovascular aneurysm repair is an emergent technology with more and more applications. It may provide 3-D information to achieve guidance of intervention. However, there is growing concern on the overall radiation doses delivered to patients, thus a low dose protocol is called when scanning. But CBCT images with a low dose protocol are degraded, resulting in streak artifacts and decreased contrast-to-noise ratio (CNR). In this paper, a Laplacian pyramid-based nonlinear diffusion is proposed to improve the quality of CBCT images. Method We first transform the CBCT image into its pyramid domain, then a modified nonlinear diffusion is performed in each level to remove noise across edges while keeping edges as far as possible. The improved diffusion coefficient is a function of the gradient magnitude image; the threshold in the modified diffusion function is estimated using the median absolute deviation (MAD) estimator; the time step is automatically determined by iterative image changes and the iteration is stopped according to mean absolute error between two adjacent diffusions. Finally, we reconstruct the Laplacian pyramid using the processed pyramid images in each level. Result Results from simulation show that the filtered image from the proposed method has the highest peak signal-noise ratio (81.92), the highest correlation coefficient (99.77%) and the lowest mean square error (27.61), compared with the other four methods. In addition, it has highest contrast-to-noise ratio and sharpness in ROIs. Results from real CBCT images show that the proposed method shows better smoothness in homogeneous regions meanwhile keeps bony structures clear. Conclusion Simulation and patient studies show that the proposed method has a good tradeoff between noise/artifacts suppression and edge preservation
Deep Supervision by Gaussian Pseudo-Label-Based Morphological Attention for Abdominal Aorta Segmentation in Non-Contrast CTS
No full textInternational audienceThe segmentation of the abdominal aorta in non-contrast CT images is a non-trivial task for computer-assisted endovascular navigation, particularly in scenarios where contrast agents are unsuitable. While state-of-the-art deep learning segmentation models have been proposed recently for this task, they are trained on manually annotated strong labels. However, the inherent ambiguity in the boundary of the aorta in non-contrast CT may undermine the reliability of strong labels, leading to potential overfitting risks. This paper introduces a Gaussian-based pseudo label, integrated into conventional deep learning models through deep supervision, to achieve Morphological Attention (MA) enhancement. As the Gaussian pseudo label retains the morphological features of the aorta without explicitly representing its boundary distribution, we suggest that it preserves aortic morphology during training while mitigating the negative impact of ambiguous boundaries, reducing the risk of overfitting. It is introduced in various 2D/3D deep learning models and validated on our local data set of 30 non-contrast CT volumes comprising 5749 CT slices. The results underscore the effectiveness of MA in preserving the morphological characteristics of the aorta and addressing overfitting concerns, thereby enhancing the performance of the models
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