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Simulación ‘in silico’ de TAVI: una técnica (aún) prometedora

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El objetivo de este estudio fue evaluar el valor añadido y el poder predictivo del software TAVIguide (Added Value of Patient-Specific Computer Simulation in Transcatheter Aortic Valve Implantation) en la práctica clínica.

Un resultado óptimo tras el implante transcatéter de prótesis valvular aórtica (TAVI) puede convertirse en fundamental según la TAVR se realiza en pacientes de bajo riesgo. La simulación específica de paciente por ordenador permite predecir los resultados clínicos tras TAVI. Sin embargo, su valor clínico y precisión no han sido estudiados prospectivamente.

Se trata de un estudio prospectivo, observacional, multicéntrico realizado en 80 pacientes con estenosis aórtica grave tratados con la válvula Evolut R. La simulación se realizó en 42 pacientes y 38 conformaron el grupo control. Los objetivos primarios fueron la comparación entre en tamaño de la válvula (decisión 1) y la profundidad de implante seleccionadas por el operador en función de la tomografía multicorte y el tamaño de la válvula (decisión 2) y profundidad de implante tras la simulación. El valor predictivo fue examinado comparando el grado de insuficiencia aórtica simulado y observado.

La decisión 2 fue distinta a la decisión 1 en 1 de 42 pacientes debido a predicción de fuga paravalvular y se cambió la elección del tipo de válvula en 2 de 42 pacientes. En 39 de 42 pacientes las decisiones 1 y 2 fueron similares. La profundidad de implante fue distinta en 7 de 42 pacientes tras la simulación (más baja en 4 y más alta en 3). En 16 de 42 pacientes la simulación afectó al procedimiento TAVI, en 9 el operador evitó medidas adicionales para alcanzar el objetivo de profundidad de implante y en 7 si se realizaron medidas adiciones. Se observó una tendencia en una mayor predicción de insuficiencia aórtica en la simulación que la observada (17,5 frente a 12 ml/s; p = 0,13).

La simulación por ordenador específica de paciente no afectó a la selección del tamaño de la válvula, pero sí al objetivo de profundidad de implante y a la ejecución de TAVI para alcanzar este objetivo.

Comentario

El tratamiento de la estenosis aórtica ha cambiado sustancialmente en la última década debido al desarrollo y perfeccionamiento del reemplazo valvular percutáneo. Inicialmente reservado a pacientes con riesgo quirúrgico inaceptable ha ido demostrando su utilidad también en riesgo moderado y recientemente en pacientes incluso con riesgo bajo.

Aunque la experiencia en la técnica y el desarrollo de nuevos dispositivos han permitido reducir drásticamente las complicaciones, estas siguen sucediendo. Gran cantidad de pacientes requieren implante de marcapasos definitivo por alteraciones en la conducción intraventricular por compresión del septum y aunque menos frecuente también se presentan casos de fuga paravalvular significativa o de obstrucción coronaria tras el implante.

Un detallado y preciso análisis anatómico previo basado en imágenes de tomografía computerizada (TC) multicorte permite planificar tanto el acceso percutáneo como determinar el tipo de válvula a utilizar, su tamaño y la profundidad de implante ideal. Un análisis estático como este es imprescindible y ha demostrado ser útil y preciso en la mayoría de los casos para determinar estos parámetros, sin embargo, presenta menos poder predictivo de complicaciones como insuficiencia paravalvular residual u obstrucción coronaria.

Durante el implante percutáneo se producen interacciones físicas entre la anatomía del paciente y la prótesis valvular, determinadas por las propiedades físicas de los tejidos (en especial la rigidez del calcio), el diseño de la prótesis y la técnica de implante, desplazándose los tejidos y estando sometidos a diferentes presiones en función de estas tres características. La insuficiencia paravalvular residual es un buen ejemplo de una complicación que depende en gran grado de estas interacciones y puede predecirse mediante un análisis basado en TC estático, aunque con ciertas limitaciones.

El análisis de elementos finitos es una técnica matemática que permite simular la interacción entre elementos con diferentes propiedades físicas y su respuesta a diferentes fuerzas o presiones. A partir del TC coronario se modela la anatomía real del paciente, asignando a cada tipo de tejido (valvas, anillo aórtico, calcio) propiedades físicas determinadas. Sobre este modelo, se puede simular in silico el implante de un modelo de válvula virtual y determinar la deformación de la válvula nativa, de la prótesis, desplazamiento de tejidos y presiones ejercidas, de forma que permite predecir el resultado del procedimiento en función del tamaño, modelo y profundidad de implante de la prótesis.

.@afcisnal: “La simulación mediante análisis de elementos finitos permite predecir el comportamiento de prótesis y tejidos analizando las características biomecánicas y determinando desplazamientos y presiones ejercidas”. #BlogSEC Tuitéalo

Esta técnica ha demostrado predecir adecuadamente el desplazamiento del calcio tras TAVI comparada con TC posprocedimiento, el riesgo de desarrollo de bloqueo auriculoventricular a través del análisis de presiones ejercidas o la gravedad de la insuficiencia paravalvular.

En este estudio se analiza la utilización de este modelo de elementos finitos para la selección del tamaño de la prótesis y la profundidad del implante. Se analizaron de forma observacional 80 pacientes realizándose en 42 de ellos una simulación de implante.

La simulación no condujo a cambios significativos en la selección del tamaño de la prótesis (en solo un caso de 42 se decidieron diferentes tamaños según simulación o análisis habitual de TC) pero sí se observaron diferencias la decisión de la profundidad de implante hasta en 7 de 42 pacientes sin encontrarse diferencias en resultados clínicos (insuficiencia paravalvular o implante de marcapasos).

Aunque los resultados descritos en este estudio no sean espectaculares y solo influyan en un parámetro concreto del procedimiento, no han de ser subestimados. La simulación mediante análisis de elementos finitos ha demostrado su utilidad y valor predictivo en diferentes estudios y el que hoy comentamos viene a reafirmar esos resultados y demuestra su aplicación clínica real.

Este estudio presenta una clara limitación en cuanto a su diseño observacional que no permite una comparación adecuada a la práctica clínica habitual. Además de ello, la simulación no permite predecir complicaciones graves como rotura del anillo aórtico, o embolización de prótesis, lo que añadido a que los nuevos modelos de prótesis (y su uso en pacientes más jóvenes y con menos comorbilidad) presentan una baja tasa de complicaciones hace difícil pensar que la simulación pueda establecerse como de rutina para la evaluación previa a TAVI. Asimismo, este sistema solo puede aplicarse para válvulas autoexpandibles, sin estar desarrollado para las balón expandibles.

Probablemente, el uso de la simulación tenga su nicho en pacientes con anatomías poco usuales o especialmente complejas como podrían ser la válvula bicúspide o válvulas gravemente calcificadas o con calcificaciones excéntricas.

.@afcisnal: “La simulación de TAVI mediante análisis de elementos finitos es clínicamente factible, pero probablemente tendrá su nicho en anatomías poco frecuentes o complejas como la válvula bicúspide o alta calcificación”. #BlogSEC Tuitéalo

La evolución del análisis de elementos finitos en cardiopatía estructural es prometedora y una reducción de costes y automatización del proceso apoyándose en algoritmos de aprendizaje profundo e inteligencia artificial pueden permitir la generalización de su utilización.

Referencia

Patient-Specific Computer Simulation in TAVR With the Self-Expanding Evolut R Valve

  • Nahid El Faquir, Ole De Backer, Johan Bosmans, Tanja Rudolph, Nicola Buzzatti, Gintautas Bieliauskas, Valerie Collas, Hendrik Wienemann, Davide Schiavi, Paul Cummins, Zouhair Rahhab, Herbert Kroon, Quinten Wolff, Mattie Lenzen, Joana Maria Ribeiro, Azeem Latib, Matti Adam, Lars Søndergaard, Ben Ren, Nicolas Van Mieghem, Peter de Jaegere.
  • J Am Coll Cardiol Intv. 2020 Aug, 13 (15) 1803-1812.

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