AO_421

APRILE 2020 AUTOMAZIONE OGGI 421 81 Un’alternativa Per i pazienti che hanno un’età o malattie che precludono un inter- vento a cuore aperto, l’alternativa sempre più diffusa è un impianto valvolare aortico transcatetere (TAVI), meno invasivo sia in termini di durata e anestesia, sia perché non richiede il bypass cardiopolmo- nare. L’impianto Tavi comporta l’inserimento di un catetere, solita- mente attraverso l’arteria femorale nella coscia, fino a raggiungere il cuore, dove viene inserita una valvola sostitutiva all’interno di quella originale. Questa valvola è montata su un’apposita protesi endovascolare, detta stent. Per quanto meno invasivo, questo im- pianto può comunque avere complicazioni. Durante l’inserimento del dispositivo, dalla parete dell’aorta potrebbero distaccarsi alcune particelle di calcio che, arrivando al cervello, provocherebbero un ictus. Eventuali depositi di calcio sulla valvola originale potrebbero spostarsi verso l’inizio dell’arteria coronaria e limitare l’afflusso di sangue al muscolo cardiaco. Un’altra complicazione è il rigetto, che si verifica quando il nuovo impianto non aderisce completamente alle pareti dell’aorta. Si verificano così infiltrazioni di sangue lungo le pareti esterne del dispositivo, quando invece la valvola aortica dovrebbe essere chiusa. Potrebbero verificarsi anche occasionali problemi di conduzione elettrica, che renderebbero necessario un pacemaker per gestire la corrente elettrica che induce la con- trazione del cuore. “Queste complicazioni possono essere mitigate migliorando la progettazione degli impianti Tavi e la pianificazione degli interventi” afferma Matthieu De Beule, Ph.D., co-fondatore dell’azienda belga FEops. “A questo scopo FEops ha sviluppato la tecnologia TaviGuide (soggetta a richiesta di brevetto) per miglio- rare la progettazione, la pianificazione, la sicurezza e l’efficacia dei dispositivi e degli interventi Tavi”. FEops è uno spin-off del gruppo IBiTech-bioMMeda dell’Università di Gand, in Belgio. Il team di lau- reati in biomedicina vanta grande esperienza nella modellazione di dispositivi e procedure cardio ed endovascolari, in collaborazione con ricercatori e medici di tutto il mondo. Dalla TAC ai modelli 3D TaviGuide sfrutta le immagini pre-operatorie acquisite mediante TAC per creare modelli 3D a elementi finiti dell’anatomia delle radici aorti- che del paziente, con l’utilizzo combinato del software per analisi a ele- menti finiti (FEA) Simulia Abaqus di Dassault Systèmes, e di un software proprietario. “Questa tecnologia consente di studiare diverse alternative di intervento a livello virtuale, per individuare la procedura più idonea prima di andare in sala operatoria” dice De Beule. Attraverso uno studio pilota retroattivo condotto con Peter de Jaegere dell’Erasmus Medical Center a Rotterdam, nei Paesi Bassi, FEops ha confrontato i risultati delle simulazioni di TaviGuide con le TAC post-operatorie di pazienti sottopo- sti a impianto Tavi, riscontrando un grado elevato di corrispondenza fra le simulazioni e i dati post-operatori. “Sono convinto che questa tecno- logia avrà importanti implicazioni cliniche” afferma de Jaegere. “In par- ticolare consentirà di definire con cura la tipologia e le dimensioni della valvola per ciascun paziente. Questo tipo di ‘medicina personalizzata’ è in grado di migliorare notevolmente la pianificazione degli impianti Tavi e di ridurre possibili complicazioni”. “Grazie alla simulazione possiamo raccogliere informazioni molto più accurate rispetto a quanto si possa fare con un normale banco prova” dice De Beule. “Ora abbiamo una visibilità maggiore sulle sollecita- zioni alle quali questi dispositivi possono essere soggetti una volta impiantati nel corpo del paziente. Le simulazioni sono in grado di prevedere il comportamento delle valvole sostitutive durante l’inse- rimento del catetere, nella fase di impianto e persino dopo che la nuova valvola entra in funzione”. Abaqus FEA ha dimostrato di poter riprodurre fedelmente gli scenari e i metodi complessi dell’impianto Tavi. “Abbiamo decenni di esperienza nell’utilizzo specifico di Abaqus per dispositivi cardiovascolari ed endovascolari minimamente invasivi” afferma De Beule. “Abaqus può simulare con precisione le complessità di un dispositivo e un intervento Tavi, fornendo risultati molto affidabili”. Mentre TaviGuide è in attesa di approvazione da parte della CE (l’equi- valente europeo della FDA) per poter essere utilizzato in interventi chi- rurgici, De Beule vede un’ampia gamma di possibili applicazioni della tecnologia. “Siamo convinti non solo che questa tecnologia e l’approc- cio personalizzato possano essere applicati ai dispositivi cardiaci, ma che la nostra infrastruttura di simulazione possa aiutare i progettisti di dispo- sitivi medicali a valutare un’ampia gamma di nuovi prodotti cardiova- scolari in anatomie virtuali realistiche e validate, fin dalle primissime fasi pre-cliniche, aprendo la strada ai test clinici virtuali”. • Dassault Systemes - www.3ds.com/it Fasi del processo TaviGuide. A sinistra la TAC pre-operatoria del paziente, utilizzata per ricostruire il modello 3D (al centro). A destra la simulazione dell’impianto Tavi nel corpo del paziente specifico Confronto fra movimenti di particelle di calcio previsti (a sinistra) e rilevati (TAC, a destra): l’immagine dimostra la grande capacità predittiva del modello Simulazione in 3D di un impianto Tavi