Computational Tools for Patient-specific Surgical Planning of Tetralogy of Fallot Repair
Notice bibliographique
Résumé
Surgical repair of the congenital heart defect Tetralogy of Fallot (TOF) involves a series of steps to remove right ventricular outflow tract (RVOT) and pulmonary artery (PA) obstruction. However, there is a large degree of geometric variability among TOF anatomies, and the most suitable repair strategy for a given patient is unknown preoperatively. The goal of this thesis is to further our understanding of the relationships between geometry and hemodynamics in the TOF patient population, as well as the patient-specific factors that may influence the choice of surgical repair strategy, using computational methods including computational fluid dynamics (CFD) simulations and virtual surgery techniques. Four studies make up this thesis: the first study presents a methodology to evaluate geometric parameters of the RVOT and PAs and applies this methodology to 11 postoperative TOF patients. Results showed significant variability within the dataset. The second study conducts a morphometric and statistical shape analysis of 16 postoperative TOF patients, as well as computational fluid dynamics (CFD) simulations on the patient-specific geometries. Results demonstrated a negative relationship between cumulative and maximum torsion and the energy efficiency of the geometry, highlighting the importance of avoiding the introduction of torsion during surgical repair. The third study virtually induces a range of stenoses on three TOF geometries to investigate the sensitivity of the efficiency of different anatomies to geometric modification. Results found differences in the peak efficiency across the patients, motivating the pursuit of patient-specific surgical repair strategies. Finally, the fourth study applies virtual surgery techniques to a preoperative TOF anatomy, to explore the effect of different surgical repair strategies on postoperative hemodynamics and efficiency. Results revealed significant differences in the postoperative pressure gradients and energy efficiency for the range of repair strategies, and enabled selection of the optimal repair technique for the patient. Overall, this thesis underscores the utility and benefit of computational tools for patient-specific, surgical planning of TOF repair. Including computational tools in this process has the potential to enable identification of the patient’s optimal surgical repair strategy preoperatively, reducing guesswork in the operating room and improving long-term outcomes for this patient population.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».