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Libro_108RAFA - Construcción y ensayo de un fantoma pulsátil compatible con un resonador magnético para el estudio de aneurismas aórticas usando la secuencia 4D-Flow

Congreso

Autoría:

Rodríguez E ; Valda A ; Borstner D ; Casciaro ME ; Díaz C ; Cabrera Fischer E ; Graf S ; Martínez A ; Craiem D

Fecha:

2023

Editorial y Lugar de Edición:

AFA

Resumen *

Los aneurismas aórticos son dilataciones patológicas que aumentan el riesgode ruptura, que suele ser letal, y su riesgo crece con factores clínicos como laedad, la hipertensión y el tabaquismo. El diámetro máximo de la aneurismase usa como variable central para tomar decisiones terapéuticas pero se debecomplementar con biomarcadores que contemplen la rigidez arterial y el complejopatrón de flujos dentro de la misma. La detección de aneurismas se realizapor ecografía pero la imagen por resonancia magnética (IRM) cardíaca avanzaofreciendo reconstrucciones 3D y capacidades novedosas de cuantificación deflujos. Entre ellas, la secuencia de contraste de fase 4D-Flow permite medir elcampo de velocidades de la sangre en función del tiempo en un volumen queabarca el tórax completo. El objetivo de este trabajo fue diseñar, construir yensayar por primera vez un fantoma pulsátil compatible con un equipo IRMque simule la propagación de ondas de presión y flujo a través de modelosdistensibles de aorta con aneurismas para estudiar biomarcadores que estimensu rigidez y riesgo de ruptura. El sistema consiste en un circuito cerrado queimpulsa un caudal continuo de agua a través de los modelos de aorta y quees modulado por un pistón neumático y una bomba con membrana elásticade fabricación propia y dos válvulas unidireccionales que introducen la pulsatilidad.El control del bombeo se realiza con un sistema Arduino Due quegenera también un electrocardiograma sintético de período 1 s, necesario parasincronizar la adquisición del resonador. En base a una tomografía computadade un paciente con una dilatación de la aorta ascendente, se diseñó e imprimióun modelo 3D que luego sirvió de molde para fabricar una aorta de látex delongitud 400 mm, diámetros 35 mm en el segmento ascendente y 25 mm en eldescendente, espesor 1 mm y elasticidad 1 MPa. En este modelo se eliminaronlas arterias supraaórticas y se prolongó hasta la región abdominal. En la salade comando del resonador se ubicó todo el instrumental no compatible con elsistema IRM: el motor continuo dentro de un reservorio de agua, el pistón neumáticoy el sistema de control, la válvula para controlar el caudal medio y una1resistencia de retorno para ajustar la presión. La bomba, las válvulas y la cajadonde se dispuso la aorta cubierta con gel (instrumental compatible con IRM),se colocaron sobre la camilla del resonador y se conectaron a la sala de controla través de un pase en la jaula de Faraday mediante tres mangueras, una deaire y otras para ingreso y retorno de agua. Las pruebas se realizaron en unresonador de 3 T (Siemens, modelo Prisma, Alemania) utilizando la secuenciaprospectiva 4D-Flow (código fl3d1r). Antes del ensayo se calibraron las presionesutilizando un monitor multiparamétrico (BCI, modelo Advisor, USA). Lacaja con la aorta fue cubierta por una antena en fase cardiaca de 18 detectores.Se utilizaron 15 litros de agua con 2,5 ml de solución de contraste (376,9 mg/mlde gadoterato de meglumina). La adquisición 4D-Flow duró 45 min, con unaresolución temporal de 20 ms y espacial de 2 mm en las tres direcciones. Lavelocidad de codificación se fijó en 1200 mm/s. El procesamiento de imágenesse realizó con una plataforma programada para el proyecto (www.lattido.com).El resultado principal fue recrear una dinámica de perfiles de velocidad en laaorta ascendente similar a la observada en pacientes con dilatación. El pulsode caudal de 40 ml/s (pico 200 ml/s) avanza inicialmente al ingresar a la aortay encuentra una región amplia y elástica que produce una gran reflexión y unflujo retrógrado en forma de anillo alrededor de los 200 ms que avanza haciael segmento descendente. Se observaron reflexiones propias del desacople geométricoentre la aorta elástica y los conectores rígidos de las mangueras. Lasmediciones de flujo en planos ortogonales a la aorta muestran una importantereducción de la amplitud de pulso con picos de 15 ml/s. Las velocidades depropagación de las ondas se estimaron entre 5 y 10 m/s. En base a estos prometedoresresultados preliminares, se planea diseñar nuevos modelos de aortacon aneurismas en la región abdominal de diferentes tamaños y distinto espesorpara modificar la rigidez y estudiar el impacto sobre las señales de flujo. Información suministrada por el agente en SIGEVA

Palabras Clave

4d FlowMRIFantoma Aorta