L’obesità è una delle patologie più diffuse a livello mondiale. Si tratta di una malattia caratterizzata dall’eccesso di grasso corporeo che può causare problemi fisici e psicologici. In molti casi può comportare lo sviluppo di numerose complicanze quali l’ipertensione, la sindrome metabolica, il diabete mellito fino a comportare lo sviluppo di tumori. Nei casi più gravi, quando l’obesità diventa importante, il paziente può ricorrere a soluzioni come la chirurgia bariatrica per la riduzione di peso corporeo. Al giorno d'oggi ci sono numerose tipologie di interventi di questo genere ed una di queste è la Endoscopic Sleeve Gastroplasty (ESG). Questa tecnica comporta una riduzione chirurgica dello stomaco per via endoscopica, che si traduce quindi in una riduzione del volume e una diminuzione del senso di fame che porterà ad una sensazione di sazietà. Questa tesi si focalizza sull’ESG che è un’operazione poco invasiva e rapida, che consiste nell’applicazione di numerosi punti di sutura lungo la grande curvatura dello stomaco. Tenendo conto degli aspetti biomeccanici dello stomaco (formulazione costitutiva anisotropa iperelastica), è stata simulatala tipologia summenzionata di intervento chirurgico al fine di applicare modelli in silico per una futura ottimizzazione della procedura e sua previsione. Sono stati studiati 8 pazienti sottoposti a ESG nel 2021-2022, e per ciascuno di questi si sono realizzati dei modelli paziente-specifici partendo dalle configurazioni pre-operatorie dei diversi stomaci, a partire da immagini di risonanza. Attraverso l’uso di Abaqus Explicit è stato riprodotto, dal punto di vista computazionale, l’intervento di chirurgia bariatrica. Successivamente, sia la configurazione pre-chirurgica sia quella post-chirurgica sono state analizzate, a seguito di una variazione di pressione intragastrica imposta. I risultati hanno evidenziato come la procedura di Endoscopic Sleeve Gastroplasty comporta una significativa riduzione del volume dello stomaco rispetto alla configurazione preoperatoria. Inoltre, soffermandosi sulle deformazioni nelle varie regioni dello stomaco, si è notato come la variazione di deformazione subita dallo stomaco durante il processo di insufflazione sia lievemente inferiore rispetto allo stesso pre-chirurgico. La regione che si deforma maggiormente è quella del corpo, dove vengono posizionate le suture. Lo sviluppo del lavoro di tesi qui presentato ha permesso di confermare alcuni aspetti come la riduzione di volume raggiunta a seguito dell’intervento di ESG, aggiungendo informazioni circa la % di deformazione cui lo stomaco è sottoposto, e quale zona risulti essere più o meno influenzata dall’intervento. In particolare, la zona del fondo mantiene quasi completamente inalterata la sua deformazione (70,3% rispetto a 73,6%), mentre a regione che si deforma maggiormente è quella del corpo, dove vengono posizionate le suture (64,4% rispetto all’oltre 70% nel pre-operatorio). La corretta stimolazione della parete gastrica del fondo permette l’adeguata comunicazione tra stomaco e cervello, grazie alla presenza di numerosi meccanorecettori che si trovano in questa regione. Una ridotta deformazione si traduce, nel follow-up, in una più elevata % di recidive e/o sviluppo di complicazioni.

Modelli computazionali paziente-specifici per la valutazione della gastroplastica verticale endoscopica sulla biomeccanica dello stomaco

BULFONI, ALICE
2022/2023

Abstract

L’obesità è una delle patologie più diffuse a livello mondiale. Si tratta di una malattia caratterizzata dall’eccesso di grasso corporeo che può causare problemi fisici e psicologici. In molti casi può comportare lo sviluppo di numerose complicanze quali l’ipertensione, la sindrome metabolica, il diabete mellito fino a comportare lo sviluppo di tumori. Nei casi più gravi, quando l’obesità diventa importante, il paziente può ricorrere a soluzioni come la chirurgia bariatrica per la riduzione di peso corporeo. Al giorno d'oggi ci sono numerose tipologie di interventi di questo genere ed una di queste è la Endoscopic Sleeve Gastroplasty (ESG). Questa tecnica comporta una riduzione chirurgica dello stomaco per via endoscopica, che si traduce quindi in una riduzione del volume e una diminuzione del senso di fame che porterà ad una sensazione di sazietà. Questa tesi si focalizza sull’ESG che è un’operazione poco invasiva e rapida, che consiste nell’applicazione di numerosi punti di sutura lungo la grande curvatura dello stomaco. Tenendo conto degli aspetti biomeccanici dello stomaco (formulazione costitutiva anisotropa iperelastica), è stata simulatala tipologia summenzionata di intervento chirurgico al fine di applicare modelli in silico per una futura ottimizzazione della procedura e sua previsione. Sono stati studiati 8 pazienti sottoposti a ESG nel 2021-2022, e per ciascuno di questi si sono realizzati dei modelli paziente-specifici partendo dalle configurazioni pre-operatorie dei diversi stomaci, a partire da immagini di risonanza. Attraverso l’uso di Abaqus Explicit è stato riprodotto, dal punto di vista computazionale, l’intervento di chirurgia bariatrica. Successivamente, sia la configurazione pre-chirurgica sia quella post-chirurgica sono state analizzate, a seguito di una variazione di pressione intragastrica imposta. I risultati hanno evidenziato come la procedura di Endoscopic Sleeve Gastroplasty comporta una significativa riduzione del volume dello stomaco rispetto alla configurazione preoperatoria. Inoltre, soffermandosi sulle deformazioni nelle varie regioni dello stomaco, si è notato come la variazione di deformazione subita dallo stomaco durante il processo di insufflazione sia lievemente inferiore rispetto allo stesso pre-chirurgico. La regione che si deforma maggiormente è quella del corpo, dove vengono posizionate le suture. Lo sviluppo del lavoro di tesi qui presentato ha permesso di confermare alcuni aspetti come la riduzione di volume raggiunta a seguito dell’intervento di ESG, aggiungendo informazioni circa la % di deformazione cui lo stomaco è sottoposto, e quale zona risulti essere più o meno influenzata dall’intervento. In particolare, la zona del fondo mantiene quasi completamente inalterata la sua deformazione (70,3% rispetto a 73,6%), mentre a regione che si deforma maggiormente è quella del corpo, dove vengono posizionate le suture (64,4% rispetto all’oltre 70% nel pre-operatorio). La corretta stimolazione della parete gastrica del fondo permette l’adeguata comunicazione tra stomaco e cervello, grazie alla presenza di numerosi meccanorecettori che si trovano in questa regione. Una ridotta deformazione si traduce, nel follow-up, in una più elevata % di recidive e/o sviluppo di complicazioni.
2022
Patient-specific computational models for the assessment of endoscopic sleeve gastroplasty on stomach biomechanics
ESG
Biomeccanica
Computazionale
Gastroplastica
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/45621