Validazione di procedure di trombectomia meccanica con stent-retriever

In the first part of this thesis project, methods and results of the development process of computational models for replication of mechanical thrombectomy procedures are presented. The purpose of the simulations was to reproduce a series of in vitro experiments carried out by Cerenovous company (Galway, Ireland) in order to evaluate the performance of two different designs of stent retriever during a thrombectomy procedure. The results obtained have contributed to the outcomes of the H2020 INSIST (IN Silico trials for acute Ischemic Stroke) research project, whose purpose is to achieve in silico clinical trials to assess safety and efficacy of techniques and instruments for the treatment of acute ischemic stroke. The Solitaire X and Trevo XP ProVue stent designs were tested for the removal of two different types of clots from the M1 segment of the Middle Cerebral Artery: a smaller one with a higher percentage of fibrin, and a bigger one with a higher percentage of Red Blood Cells. Analysis of the results of this first part showed that the main factors influencing the outcome of the procedure are the type of the clot and the positioning of the stent. The aim of the second part of the thesis was to analyze the variability of the outcomes of the simulations previously performed as a function of two of the parameters which define the experimental setup: the dimensions of the stent and the type of the clot to be removed. Analysis of the results showed that stent’s size reduction did not lead to an improvement in the outcome of the simulations, and that the geometric conformation of the clots, compared to their composition, is the property that most affects the results of the procedure.

Nella prima parte del presente lavoro di tesi vengono esposti metodi e risultati del processo di sviluppo di modelli computazionali per la replicazione di procedure di trombectomia meccanica. Lo scopo delle simulazioni era riprodurre in silico una serie di esperimenti in vitro effettuati dall’azienda Cerenovous (Galway, Irlanda) per la valutazione delle prestazioni di due differenti modelli di stent retriever durante una procedura di trombectomia. I risultati ottenuti hanno contribuito agli esiti del progetto di ricerca H2020 INSIST (IN Silico trials for acute Ischemic Stroke), il cui scopo è realizzare un registro di test clinici in silico per testare la sicurezza e l’efficacia di procedure e strumenti per il trattamento dell’ictus ischemico acuto. I modelli di stent Solitaire X e Trevo XP ProVue sono stati testati per la rimozione di due diverse tipologie di trombo dal tratto M1 dell’arteria cerebrale media: uno di dimensioni minori ad alto contenuto di fibrina, e uno più grande a maggiore percentuale di globuli rossi. Dall’analisi dei risultati di questa prima parte è emerso che i fattori principali che influenzano l’esito della procedura sono la tipologia del trombo utilizzato e il posizionamento dello stent. Obiettivo della seconda parte del lavoro di tesi è stato analizzare la variabilità degli esiti delle simulazioni eseguite precedentemente in funzione di due dei parametri che definiscono il set-up sperimentale: la dimensione dello stent e la tipologia di trombo da asportare. Dall’analisi dei risultati è emerso che la riduzione delle dimensioni degli stent non comporta un miglioramento degli esiti delle simulazioni, e che la conformazione geometrica del trombo, rispetto alla composizione, è la proprietà che incide maggiormente sugli esiti della procedura.