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NUMERICAL MODELLING OF HEMODYNAMICS AND PHARMACOKINETICS FOR CLINICAL TRANSLATION

Description du projet

Un modèle hémodynamique pour la planification chirurgicale

Les interventions chirurgicales reposent sur les données des patients, et même si elles requièrent une planification minutieuse, elles peuvent être revues pendant l’opération. Afin de mieux prédire les résultats d’une opération chirurgicale, plusieurs aspects doivent être pris en compte, notamment le point local d’intervention, la perfusion et la fonction globale des organes, ainsi que leur interaction avec l’ensemble de la circulation. Pour aborder cette complexité, le projet MoDeLLiver, financé par l’UE, entend élaborer un modèle hémodynamique pour orienter les interventions chirurgicales des poumons et du foie. Les chercheurs emploieront également un modèle de substance injectée pour dévoiler le lien entre l’imagerie médicale peu invasive et la fonction et la perfusion des organes. Cela s’avérera très utile pour paramétrer le modèle avant l’intervention auprès du patient. Ce nouvel outil de modélisation devrait franchir une nouvelle étape vers la simulation chirurgicale personnalisée.

Objectif

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.

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Institution d’accueil

INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN INFORMATIQUE ET AUTOMATIQUE
Contribution nette de l'UE
€ 1 991 817,50
Adresse
DOMAINE DE VOLUCEAU ROCQUENCOURT
78153 Le Chesnay Cedex
France

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Région
Ile-de-France Ile-de-France Yvelines
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
€ 1 991 817,50

Bénéficiaires (1)