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NUMERICAL MODELLING OF HEMODYNAMICS AND PHARMACOKINETICS FOR CLINICAL TRANSLATION

Projektbeschreibung

Ein hämodynamisches Modell für die OP-Planung

Operative Eingriffe hängen von den individuellen Patientendaten ab und können, allen vorherigen Planungen zum Trotz, während der Operation umstrukturiert werden müssen. Um das Ergebnis einer Operation besser vorhersagen zu können, müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Dazu gehören die genaue Eingriffsstelle, Durchblutung und Funktion ganzer Organe sowie deren Interaktion mit dem gesamten Blutkreislauf. Angesichts dieser Komplexität will das EU-finanzierte Projekt MoDeLLiver ein hämodynamisches Modell entwickeln, an dem sich das operative Vorgehen während eines Eingriffs an Lunge oder Leber orientieren kann. Das Forschungsteam arbeitet zudem mit einem Modell injizierter Substanzen, um den Zusammenhang zwischen nichtinvasiver medizinischer Bildgebung und Organdurchblutung und -funktion aufzuzeigen. Das ist besonders hilfreich für die Parametrisierung des Modells vor dem Eingriff an Patientin oder Patient. Das neue Modellierungswerkzeug wird dazu beitragen, dass die personalisierte OP-Simulation schon bald Wirklichkeit wird.

Ziel

Surgical interventions often require vascular procedures consisting in cutting vessels, removing organ parts or suturing new connections. Intervention planning is based on patient data and surgeons experience. Even the best plans are often revised in real-time during surgery. Can we understand and predict blood flow changes due to a surgery? Complex interactions must be foreseen between three scales: the local point of intervention, whole organ perfusion and function, and the entire circulation. Such complexity calls for modelling and simulation, which should become part of the surgical decision process.
Yet, the modelling community does not sufficiently respond to these challenges. Despite great advances in blood flow simulation, clinical translation remains largely unfulfilled, as existing tools are too heavy, pathological interactions complex and multidisciplinary collaboration uneasy. Organ interactions and remodelling due to surgery or diseases are missing from comprehensive models. Besides, simulations must be based on patient data, ideally non-invasive ones. Despite great advances in dynamic imaging, the link between signal and underlying tissue perfusion and function remains to be elucidated, beyond current pharmacokinetics models. Their better understanding will bring new data for personalised simulation.
Our ambition is to gear hemodynamics modelling towards diseased organs to guide associated surgical acts, focusing on lung and liver. We will investigate a novel approach of an injected substance model transported through the cardiovascular system; i.e. enhancing pharmacokinetics modelling by transport phenomena based on hemodynamics. Numerical simulations of such models will unravel the interplay between architecture, perfusion and function in diseased organs, and provide peri- & peroperative guiding information. This project will impact bioengineering, pathophysiology, dynamic imaging, and surgery through the final aim of software clinical translation.

Gastgebende Einrichtung

INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET AUTOMATIQUE
Netto-EU-Beitrag
€ 1 991 817,50
Adresse
DOMAINE DE VOLUCEAU ROCQUENCOURT
78153 Le Chesnay Cedex
Frankreich

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Region
Ile-de-France Ile-de-France Yvelines
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 991 817,50

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