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ट्रांसकैथेटर पल्मोनरी वाल्व प्रतिस्थापन के लिए चार आयामी परिकलित टोमोग्राफी-निर्देशित वाल्व आकार

Published: January 20, 2022 doi: 10.3791/63367
Automatic Translation
*1,2, *1,2, 1, 1, 2, 2, 1,2, 1,2,3
1Department of Pediatric Cardiology and Congenital Heart Disease, Charité University Medicine Berlin, 2Department of Pediatric Cardiology and Congenital Heart Disease, Deutsches Herzzentrum Berlin, 3DZHK (German Centre for Cardiovascular Research) and BMBF (German Ministry of Education and Research)
* These authors contributed equally

Summary

इस अध्ययन ने ट्रांसकैथेटर फुफ्फुसीय वाल्व प्रतिस्थापन के आवेदन में वाल्व आकार के लिए वांछित माप प्राप्त करने के लिए चार आयामी कार्डियक कंप्यूटेड टोमोग्राफी अनुक्रम से उत्पन्न एक सीधे मॉडल के साथ एक नई पद्धति का मूल्यांकन किया।

Abstract

ट्रांसकैथेटर पल्मोनरी वाल्व रिप्लेसमेंट (टीपीवीआर) के लिए इष्टतम कृत्रिम अंग आकार का चयन करने के लिए दाएं वेंट्रिकल (आरवी) और फुफ्फुसीय धमनी (पीए) के माप काफी भिन्न होते हैं। डिवाइस आकार की भविष्यवाणी के लिए त्रि-आयामी (3 डी) परिकलित टोमोग्राफी (सीटी) इमेजिंग सही वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ (आरवीओटी) और पीए के विस्थापन का आकलन करने के लिए अपर्याप्त है, जो स्टेंट मिसप्लेसमेंट और पैरावाल्वुलर रिसाव के जोखिम को बढ़ा सकता है। इस अध्ययन का उद्देश्य आवश्यक वाल्व आकार का सटीक मात्रात्मक मूल्यांकन प्राप्त करने के लिए चार आयामी (4 डी) कार्डियक सीटी पुनर्निर्माण द्वारा पूरे कार्डियक चक्र पर पीए के लिए आरवीओटी की शारीरिक रचना को विज़ुअलाइज़ करने और मापने के लिए एक गतिशील मॉडल प्रदान करना है। इस पायलट अध्ययन में, भेड़ जे से कार्डियक सीटी को प्रक्रियाओं को चित्रित करने के लिए चुना गया था। 3 डी कार्डियक सीटी को 4 डी अनुक्रम बनाने के लिए 3 डी पुनर्निर्माण सॉफ्टवेयर में आयात किया गया था जिसे हृदय के विरूपण की कल्पना करने के लिए कार्डियक चक्र पर ग्यारह फ्रेम में विभाजित किया गया था। व्यास, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, और मुख्य पीए, सिनोट्यूब्युलर जंक्शन, साइनस, फुफ्फुसीय वाल्व (बीपीवी) के बेसल प्लेन पर पांच इमेजिंग विमानों की परिधि, और आरवीओटी को वाल्व आकार की भविष्यवाणी करने के लिए वाल्व आरोपण से पहले 4 डी सीधे मॉडल में प्रत्येक फ्रेम पर मापा गया था। इस बीच, आरवी वॉल्यूम में गतिशील परिवर्तनों को सही वेंट्रिकुलर इजेक्शन अंश (आरवीईएफ) का मूल्यांकन करने के लिए भी मापा गया था। डायस्टोल के अंत में 3 डी माप 4 डी माप के साथ तुलना के लिए प्राप्त किए गए थे। भेड़ जे में, सीधे मॉडल से 4 डी सीटी माप के परिणामस्वरूप 3 डी माप के रूप में टीपीवीआर (30 मिमी) के लिए वाल्व के आकार का एक ही विकल्प होता है। प्री-सीटी से भेड़ जे का आरवीईएफ 62.1% था। 3 डी सीटी के विपरीत, सीधे 4 डी पुनर्निर्माण मॉडल ने न केवल टीपीवीआर के लिए वाल्व आकार चयन के लिए सटीक भविष्यवाणी को सक्षम किया, बल्कि एक आदर्श आभासी वास्तविकता भी प्रदान की, इस प्रकार टीपीवीआर और टीपीवीआर उपकरणों के नवाचार के लिए एक आशाजनक विधि प्रस्तुत की।

Introduction

सही वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ (आरवीओटी) और फुफ्फुसीय वाल्व असामान्यताओं की शिथिलता गंभीर जन्मजात हृदय रोग के सबसे लगातार परिणामों में से दो हैं, उदाहरण के लिए, फैलोट (टीओएफ) की मरम्मत की गई टेट्रालॉजी वाले रोगियों, कुछ प्रकार के डबल आउटलेट राइट वेंट्रिकल (डीओआरवी), और महान धमनियों का स्थानांतरण 1,2,3 . इनमें से अधिकांश रोगियों को अपने पूरे जीवन में कई ऑपरेशनों का सामना करना पड़ता है और बढ़ती उम्र के साथ-साथ, जटिलता और कोमोर्बिडिटीज के जोखिम बढ़ जाते हैं। इन रोगियों को एक न्यूनतम इनवेसिव उपचार के रूप में ट्रांसकैथेटर फुफ्फुसीय वाल्व प्रतिस्थापन (टीपीवीआर) से लाभ हो सकता है4। आज तक, टीपीवीआर से गुजरने वाले रोगियों की संख्या में लगातार वृद्धि हुई है और इनमें से कई हजारों प्रक्रियाएं दुनिया भर में की गई हैं। पारंपरिक ओपन-हार्ट सर्जरी की तुलना में, टीपीवीआर को दाएं वेंट्रिकल (आरवी) से फुफ्फुसीय धमनी (पीए) तक के साथ-साथ ट्रांसअन्युलर पैच के माध्यम से फुफ्फुसीय और आरवीओटी स्टेनोसिस की मरम्मत के लिए अधिक सटीक शारीरिक माप की आवश्यकता होती है, हस्तक्षेप से पहले गणना टोमोग्राफी एंजियोग्राफी (सीटीए) द्वारा और यह सुनिश्चित करने के लिए कि रोगी स्टेंट फ्रैक्चर और पैरावाल्वुलर रिसाव (पीवीएल) 5 से मुक्त हैं, ६ ।

एक संभावित, बहुकेंद्रीय अध्ययन से पता चला है कि एक मल्टीडिटेक्टर सीटी कुंडलाकार आकार एल्गोरिथ्म ने उपयुक्त वाल्व आकार का चयन करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, जो पैरावाल्वुलर रिगर्जिटेशन 7 की डिग्री को कम कर सकता है। हाल के वर्षों में, मात्रात्मक विश्लेषण नैदानिक चिकित्सा में अधिक से अधिक लागू किया गया है। मात्रात्मक विश्लेषण में नैदानिक इमेजिंग के उद्देश्य और सही व्याख्या को सक्षम करने और यह सत्यापित करने की भारी क्षमता है कि रोगी स्टेंट फ्रैक्चर और पैरावाल्वुलर रिसाव से मुक्त हैं, जो रोगी-विशिष्ट चिकित्सा और उपचार प्रतिक्रिया मूल्यांकन को बढ़ा सकते हैं। पिछले नैदानिक अभ्यास में, विज़ुअलाइज़ेशन मॉडल 8 प्राप्त करने के लिए दो-आयामी (2 डी) सीटी के साथ तीन विमानों (सैगिटल, कोरोनल और अक्षीय) से सीटी इमेजिंग का पुनर्निर्माण करना संभव था। कंट्रास्ट-एन्हांस्ड इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) - गेटेड सीटी आरवीओटी / पीए 3 डी आकृति विज्ञान और कार्य के मूल्यांकन में अधिक महत्वपूर्ण हो गया है, साथ ही साथ एक उपयुक्त आरवीओटी आरोपण साइट वाले रोगियों की पहचान में जो कार्डियक चक्र 9,10 में टीपीवीआर स्थिरता बनाए रखने में सक्षम है।

हालांकि, समकालीन मानक नैदानिक और प्रीक्लिनिकल सेटिंग्स में, अधिग्रहीत 4 डी सीटी डेटा को आमतौर पर मैनुअल परिमाणीकरण और दृश्य मूल्यांकन के लिए 3 डी विमानों में अनुवादित किया जाता है जो 3 डी / 4 डी गतिशील जानकारी 11 नहीं दिखा सकता है। इसके अलावा, यहां तक कि 3 डी जानकारी के साथ, मल्टीप्लानर पुनर्निर्माण (एमपीआर) से प्राप्त मापों में विभिन्न सीमाएं हैं, जैसे कि विज़ुअलाइज़ेशन की खराब गुणवत्ता और सही दिल में रक्त प्रवाह की विभिन्न दिशाओं के कारण गतिशील विरूपण की कमी। माप को इकट्ठा करने और गलतियों के लिए प्रवण होने में समय लगता है, क्योंकि 2 डी संरेखण और सेक्शनिंग अभेद्य हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गलत व्याख्या और अस्थिरता हो सकती है। वर्तमान में, इस बात पर कोई सहमति नहीं है कि आरवीओटी-पीए का कौन सा माप बेकार आरवीओटी और / या फुफ्फुसीय वाल्व रोग वाले रोगियों में टीपीवीआर के लिए संकेतों और वाल्व के आकार के बारे में विश्वसनीय रूप से सटीक जानकारी प्रदान कर सकता है।

इस अध्ययन में, 4 डी कार्डियक सीटी अनुक्रम के माध्यम से एक सीधे दाहिने दिल के मॉडल का उपयोग करके आरवीओटी-पीए को मापने की विधि यह निर्धारित करने के लिए प्रदान की जाती है कि पूरे कार्डियक चक्र में आरवीओटी-पीए के 3 डी विरूपणों को कैसे चिह्नित किया जाए। स्पैटियो-टेम्पोरल सहसंबंध इमेजिंग को अस्थायी आयाम को शामिल करके पूरा किया गया था और इसलिए, आरवीओटी-पीए परिमाण में भिन्नताओं को मापने में सक्षम थे। इसके अतिरिक्त, सीधे मॉडल का विरूपण सकारात्मक रूप से TPVR वाल्व आकार और प्रक्रियात्मक योजना को प्रभावित कर सकता है।

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Protocol

सभी कार्डियक सीटी डेटा GrOwnValve preclinical परीक्षणों से स्वास्थ्य और सामाजिक मामलों के लिए क्षेत्रीय कार्यालय, बर्लिन (LAGeSo) के लिए क्षेत्रीय कार्यालय की कानूनी और नैतिक समिति के अनुमोदन के साथ प्राप्त किए गए थे। सभी जानवरों को प्रयोगशाला पशु विज्ञान के यूरोपीय और जर्मन समाजों (FELASA, GV-SOLAS) के दिशानिर्देशों के अनुपालन में मानवीय देखभाल प्राप्त हुई। इस अध्ययन में, भेड़ जे से प्री-सीटी को प्रक्रियाओं को स्पष्ट करने के लिए चुना गया था।

1. भेड़ में 3 डी कार्डियक सीटी प्रदर्शन

  1. अंतःशिरा संज्ञाहरण
    1. इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन द्वारा मिडाज़ोलम (2 मिलीग्राम / एमएल, 0.4 मिलीग्राम / किलोग्राम), ब्यूटोर्फेनॉल (10 मिलीग्राम / एमएल, 0.4 मिलीग्राम / किलोग्राम), और ग्लाइकोपाइरोनियम ब्रोमाइड (200 एमसीजी / एमएल, 0.011 मिलीग्राम / किलोग्राम) के प्रीमेडिकेशन के साथ भेड़ (3 साल, 47 किलोग्राम, मादा, ओविस मेष) को ट्रैंक्विलाइज करें।
    2. भेड़ की शारीरिक स्थिति की जांच करें जब वे इंजेक्शन के 15 मिनट बाद, डोसिल हो गए।
    3. संज्ञाहरण और कंट्रास्ट एजेंट के लिए एक टी-कनेक्टर के लिए संयुक्त परफ्यूजन लाइनों के साथ सेफलिक नस में इंजेक्शन पोर्ट के साथ एक 18 जी कैथेटर रखें।
    4. अंतःशिरा propofol (20 मिलीग्राम / एमएल, 1-2.5 मिलीग्राम / किग्रा) और fentanyl (0.01 मिलीग्राम / किग्रा) इंजेक्ट करके भेड़ को एनेस्थेटिक करें। जबड़े की छूट, निगलने की हानि, और सिलिअरी रिफ्लेक्स जैसे ट्रैंक्विलाइजेशन के लक्षणों की जांच करें। 6.5 मिमी - 8 मिमी श्वासनली ट्यूब के साथ भेड़ को इंटुबेट करें, और गैस्ट्रिक द्रव आकांक्षा के लिए पेट में एक गैस्ट्रिक ट्यूब रखें, जिसके बाद प्रोपोफोल (20 मिलीग्राम / एमएल, 1-2.5 मिलीग्राम / किलोग्राम) और फेंटानिल (0.01 मिलीग्राम / किलोग्राम) के अंतःशिरा इंजेक्शन के बाद।
    5. कार्डियक सीटी की तैयारी में प्रोपोफोल (10 मिलीग्राम / एमएल, 2.5-8.0 मिलीग्राम / किग्रा / एच) और केटामाइन (10 मिलीग्राम / एमएल, 2-5 मिलीग्राम / किलोग्राम / घंटा) को अंतःशिरा रूप से इंजेक्ट करके कुल संज्ञाहरण प्राप्त करें।
  2. कार्डियक सीटी
    1. तैयारियों के बाद जर्मन हार्ट सेंटर बर्लिन (DHZB) के सीटी रूम में प्रायोगिक चिकित्सा के लिए अनुसंधान संस्थानों (FEM) से भेड़ों को स्थानांतरित करें। हाथों, पेट और पैरों पर 3 पट्टियों के साथ सीटी बिस्तर पर सुरक्षित रूप से उन्हें ठीक करने के बाद प्रवण स्थिति में सभी भेड़ों को स्कैन करें।
    2. निम्नलिखित मापदंडों का उपयोग करके ईसीजी-गेटिंग के साथ एक 64-स्लाइस डुअल-सोर्स मल्टीडिटेक्टर सीटी सिस्टम पर कार्डियक सीटी निष्पादित करें। मानक अधिग्रहण तकनीकी मापदंडों को निम्नानुसार सेट करें: गैन्ट्री रोटेशन समय 0.33 s, 100-320 mAs प्रति रोटेशन, 120 kV ट्यूब वोल्टेज, मैट्रिक्स 256 एक 16-बिट गहराई के साथ, विचलन प्रभावी एक्स-रे खुराक 15.5± 11.6 mSv, स्लाइस मोटाई 0.75 मिमी।
    3. हाथ पर टी-कनेक्टर के माध्यम से 5 एमएल / एस की दर से 5 एमएल / एस की दर से आयोडिनेटेड कंट्रास्ट एजेंट के 2 -2.5 एमएल / किलोग्राम को प्रशासित करके कंट्रास्ट एन्हांसमेंट प्राप्त करें।
    4. अनुक्रमिक में 4D CT स्कैनिंग प्रोटोकॉल निष्पादित करें। पूरे कार्डियक चक्र को 0% से 100% तक 11 फ्रेम में विभाजित करें, जिसमें आर-वेव से आर-वेव (आरआर) अंतराल के 10% कार्डियक चक्र को कवर करते हैं। 3 डी श्रृंखला के लिए विश्लेषण के लिए आरआर-अंतराल के लगभग 70% पर एक अंत-डायस्टोलिक चरण को पूरा करें। 4 डी सीटी के प्रत्येक फ्रेम में, साथ ही साथ 70% 3 डी श्रृंखला में सैगिटल, कोरोनल और अक्षीय डेटा प्राप्त करें।
    5. आदर्श तुल्यकालन प्राप्त करने के लिए मुख्य फुफ्फुसीय धमनी पर ब्याज के क्षेत्र में विपरीत बोलस समय के लिए एक बोलस ट्रैकिंग विधि का उपयोग करें। किसी भी भेड़ में बीटा-ब्लॉकर का प्रशासन न करें।
    6. भेड़ को एफईएम में वापस स्थानांतरित करें और स्कैनिंग के बाद प्रोपोफोल, और केटामाइन के परफ्यूजन को रोकें। भेड़ ों को बहिर्गमन के 10 - 20 मिनट बाद होश आया। एनेस्थेसियोलॉजिस्ट और पशु चिकित्सकों ने पूरे संज्ञाहरण उपचार की देखरेख की जब तक कि भेड़ पूरी तरह से जाग नहीं गई और स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने में सक्षम नहीं थी।

2. ओपन-सोर्स 3 डी पुनर्निर्माण सॉफ्टवेयर अनुप्रयोग सेटिंग्स और विस्तार किश्तों

  1. 3D पुनर्निर्माण सॉफ़्टवेयर लॉन्च करने के बाद अनुप्रयोग सेटिंग्स को संशोधित करने के लिए शीर्ष मेनू में संपादित करें क्लिक करें .
    1. DICOM पर क्लिक करें, फिर अधिग्रहण ज्यामिति नियमितीकरण, और DICOM स्केलर वॉल्यूम प्लगइन अनुभाग में नियमितीकरण ट्रांस्फ़ॉर्म लागू करें का चयन करें। मल्टी वॉल्यूम आयातक प्लगइन अनुभाग में पसंदीदा बहु-वॉल्यूम आयात स्वरूप के रूप में वॉल्यूम अनुक्रम का चयन करें।
    2. Views पर क्लिक करें, Small Axes का चयन करें। ओरिएंटेशन मार्कर में, पतली मापनी का चयन करें।
    3. अनुप्रयोग सेटिंग्स को सहेजने के लिए 3D स्लाइसर सॉफ़्टवेयर को पुनरारंभ करें।
  2. एक्सटेंशन पृष्ठ खोलने के लिए उपकरण पट्टी में एक्सटेंशन प्रबंधक क्लिक करें.
    1. आवश्यक एक्सटेंशन ढूँढें और उन्हें स्थापित करने के लिए बाएँ-क्लिक करें. इस अध्ययन में निम्नलिखित एक्सटेंशन का उपयोग करें: अनुक्रम पंजीकरण, स्लाइसर Elastix, Sandbox, स्लाइस हार्ट, स्लाइसर IGT, स्लाइसर VMTK, DICOM वेब ब्राउज़र, तीव्रता सेगमेंटर, मॉडल के लिए मार्कअप, आसान क्लिप, एमपी की समीक्षा, स्लाइसर प्रोस्टेट, और VASSTAUgorithms।
    2. चयनित एक्सटेंशन की स्थापना की पुष्टि करने के लिए 3D स्लाइसर सॉफ़्टवेयर पुनरारंभ करें।

3. लोड कार्डियक सीटी डेटा DICOM फ़ाइलों से 3 डी स्लाइसर में

  1. DIOCM फ़ाइलों (चित्रा 1) से कार्डियक सीटी डेटा को 3D स्लाइसर में लोड करने के लिए नीचे वर्णित दो चरणों में से एक का उपयोग करें।
  2. आयात CT डेटा: कार्डियक CT डेटा जोड़ें (भेड़ J से पूर्व-CT प्रक्रियाओं को स्पष्ट करने के लिए चुना गया था) DICOM मॉड्यूल पर स्विच करके और अनुप्रयोग विंडो पर फ़ाइलों को खींचकर और ड्रॉपिंग फ़ाइलों को अनुप्रयोग के डेटाबेस में।
  3. लोड सीटी डेटा: आइटम पर डबल-क्लिक करके दृश्य में डेटा ऑब्जेक्ट्स लोड करें (भेड़ जे में, ईकेजी- एओ एएससी 0.75 126 एफ 3 70% अंत-डायस्टोलिक चरण में 3 डी अनुक्रम है, और फंकियन ईकेजी- एओ एएससी 0.75 126 एफ 3 0- 100% मैट्रिक्स 256 कार्डियक चक्र द्वारा 11-फ्रेम वॉल्यूम अनुक्रम के रूप में 4 डी अनुक्रम है)।
  4. 2D दर्शकों में अक्षीय, sagittal, और कोरोनल दृश्यों से 3D और 4D अनुक्रमों को दिखाने के लिए डेटा ट्री में नेत्र आइकन को बाएँ-क्लिक करें.
  5. शीर्ष उपकरण पट्टी पर स्लाइसर लेआउट आइकन को बाएँ-क्लिक करें और चार-अप या पारंपरिक लेआउट का चयन करें.
  6. सभी तीन दर्शकों को लिंक करने के लिए शीर्ष बाएं कोने में लिंक आइकन पर क्लिक करें, और 3 डी व्यूअर में स्लाइस प्रदर्शित करने के लिए आई आइकन पर।
  7. सहेजें आइकन पर क्लिक करें और विभाजन और वॉल्यूम संपादन के लिए डेटासेट बनाने के लिए एक चयनित गंतव्य में 3 डी स्लाइसर में लोड किए गए सभी डेटा को सहेजें।

4. 4 डी दिल की मात्रा की धड़कन और सही दिल की मात्रा धड़क बनाने के लिए

  1. मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में वॉल्यूम रेंडरिंग का चयन करें, फिर वॉल्यूम ड्रॉप-डाउन मेनू में 4 डी अनुक्रम का चयन करें।
  2. 4 डी दिल को प्रदर्शित करने के लिए प्रीसेट ड्रॉप-डाउन मेनू में सीटी-कार्डियक 3 का चयन करें। केवल दिल दिखाने के लिए प्रीसेट ड्रॉप-डाउन मेनू के नीचे कर्सर को समायोजित करें।
  3. 4 डी अनुक्रम का चयन करने और प्रदर्शित करने के लिए मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में अनुक्रम ब्राउज़र पर क्लिक करें। धड़कता हुआ दिल दृश्य में है। विभिन्न दिशाओं से दिल का निरीक्षण करने के लिए 4 डी दिल को 3 डी दृश्य में खींचें।
  4. सक्षम करें और प्रदर्शन ROI कार्यों का चयन करें शिफ्ट बार के नीचे फसल विकल्पों के लिए दिल की धड़कन की 4 डी मात्रा फसल करने के लिए ताकि बेहतर दिल की संरचनाओं का निरीक्षण करने के लिए।
  5. ऊपर उल्लिखित के रूप में 4 डी धड़कते दिल की मात्रा बनाएँ। मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में सेगमेंट संपादक का चयन करें, फिर एक एकल फ्रेम को काटने के लिए अंदर भरें कार्रवाई के साथ कैंची प्रभाव पर क्लिक करें।
  6. मास्क वॉल्यूम प्रभाव पर क्लिक करें और इसे एक नकाबपोश मात्रा के रूप में 4 डी दिल से विभाजन को लिंक करने के लिए लागू करें। मास्क वॉल्यूम प्रभाव में इनपुट वॉल्यूम और आउटपुट वॉल्यूम 4 डी अनुक्रम हैं।
  7. हड्डियों और अन्य अप्रत्याशित क्षेत्रों को हटाने के लिए अंदर की कार्रवाई मिटा के साथ कैंची प्रभाव का चयन करें। छोटे क्षेत्रों को हटाने के लिए Keep Largest Island ऑपरेशन के साथ द्वीप प्रभाव का चयन करें।
  8. मुख्य फुफ्फुसीय धमनी के अनुलग्नकों के साथ महाधमनी चाप में ऊतकों को हटाने के लिए 1-3% स्फीयर ब्रश के साथ मिटा प्रभाव चुनें, साथ ही आरोही महाधमनी और बेहतर वेना कावा के बीच के ऊतक। प्रत्येक चरण के बाद, 4D वॉल्यूम को मास्क करने के लिए मास्क वॉल्यूम प्रभाव लागू करें।
  9. चरणों को दोहराएं 4.7 - 4.8 क्षेत्रों को हटाने के लिए ले जाने के लिए जब तक कि सही दिल मॉडल 3 डी दृश्य में नहीं दिखाया जाता है।
  10. अनुक्रम ब्राउज़र पर क्लिक करें और अगले फ्रेम पर जाएं। 3 डी दृश्य में किसी भी क्षेत्र में कटौती करने के लिए अंदर मिटाएं ऑपरेशन के साथ कैंची प्रभाव का उपयोग करें; सही दिल मॉडल स्वचालित रूप से समकालीन फ्रेम में दिखाई देगा। जब तक पूरे 4 डी अनुक्रम को विभाजित नहीं किया जाता है तब तक बाकी फ़्रेमों पर एक ही विधि लागू करें।
  11. सही दिल 4 डी वॉल्यूम प्रदर्शित करने के लिए अनुक्रम ब्राउज़र बटन पर क्लिक करें।
    नोट: कुछ फ्रेम में बाएं पूर्वकाल अवरोही कोरोनरी धमनी को हटाने के साथ-साथ बाएं कोरोनरी धमनी के विभाजन को हटाते समय, यह दाएं वेंट्रिकल के एक छोटे से हिस्से को हटा देगा। इस वजह से, प्रत्येक फ्रेम में सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम बनाए रखने के लिए इन कोरोनरी का एक छोटा सा टुकड़ा रखने की अत्यधिक सिफारिश की जाती है।

5. 4 डी अनुक्रम से सीधे मॉडल बनाएँ

नोट: एकल 3 डी स्लाइसर फ़ोल्डर में कार्डियक चक्र फ्रेम के प्रत्येक 10% का निर्माण करने की अत्यधिक सिफारिश की जाती है, अन्यथा डेटा मॉड्यूल में संरेखित बहुत सारे डेटा पेड़ होंगे, जिससे सीधे मॉडल बनाने के लिए अक्षम हो जाएगा। प्रत्येक 10% फ्रेम के एकल 3 डी स्लाइसर फ़ोल्डर को प्राप्त करने के लिए, इसे 4 डी अनुक्रम को कई बार लोड करने, हर फ्रेम चुनने और उन्हें एक फ़ोल्डर में सहेजने की आवश्यकता होती है।

  1. उपकरण पट्टी में खंड संपादक मॉड्यूल का चयन करके प्रत्येक फ़्रेम के लिए सही हृदय विभाजन बनाएँ। 4 डी अनुक्रम के प्रत्येक 10% फ्रेम के लिए दो विभाजन जोड़ें, और तदनुसार उन्हें नाम दें, उदाहरण के लिए, 60% विभाजन और अन्य।
  2. संपादन योग्य तीव्रता रेंज के साथ सेगमेंट एडिटर मॉड्यूल में पेंट प्रभाव उपकरण का चयन करें जो अनुक्रम बेहतर वेना कावा, सही आलिंद, दाएं वेंट्रिकल और फुफ्फुसीय धमनी के साथ सही दिल को पेंट करने के लिए सीटी छवियों पर निर्भर करता है।
  3. अन्य विभाजन पर क्लिक करें, सामान्य रूप से सही दिल की सीमाओं का पता लगाने के लिए अन्य क्षेत्रों को पेंट करने के लिए पेंट टूल का उपयोग करें।
  4. बीज से बढ़ो प्रभाव का चयन करें, प्रारंभ करें और प्रभाव को लागू करने के लिए लागू करें का चयन करें। समकालीन फ्रेम के 3 डी मॉडल को प्रदर्शित करने के लिए सेगमेंट एडिटर मॉड्यूल में शो 3 डी बटन पर क्लिक करें।
  5. तीन दिशाओं में CT छवियों के अनुसार 3D मॉडल को हटाने या सुधारने के लिए चरण 4.7 - 4.8 दोहराएँ। विभाजन पर फुफ्फुसीय धमनी की बाईं और दाईं शाखाओं को हटा दें। सही दिल 3 डी मॉडल तो प्रत्येक फ्रेम में 3 डी दृश्य दिखाएगा.
    नोट: फुफ्फुसीय धमनी और कोरोनरी धमनियों के बीच अनुलग्नकों पर 1% - 2% व्यास के गोले ब्रश के साथ दाएं दिल की सीमाओं को पेंट करने की अत्यधिक सिफारिश की जाती है, साथ ही साथ फुफ्फुसीय धमनी और बेहतर वेना कावा।
  6. बैकअप के रूप में DATA ट्री में सेगमेंटेशन को क्लोन करें, सेगमेंटेशन का नाम दें, उदाहरण के लिए, 10% सेगमेंटेशन मूल और स्ट्रेटनेड मॉडल के लिए 10% सेगमेंटेशन।
  7. नीचे वर्णित के रूप में सही दिल मॉडल के लिए एक centerline जोड़ें।
    1. मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में निकालें Centerline का चयन करें।
    2. निकालें centerline मॉड्यूल के इनपुट अनुभाग में सतह ड्रॉप-डाउन मेनू में विभाजन का चयन करें। यह एक विभाजन बनाता है, जैसे कि एक खंड के रूप में सीधे मॉडल के लिए 10% विभाजन। Create New Markups Fiducial पर क्लिक करें endpoints ड्रॉप-डाउन मेनू में। SVC के शीर्ष विमान और मुख्य फुफ्फुसीय धमनी के अंतिम विमान पर समापन बिंदु जोड़ने के लिए प्लेस ए मार्कअप पॉइंट बटन पर क्लिक करें।
    3. एक Centerline मॉडल के रूप में एक नया मॉडल बनाएँ और आउटपुट मेनू के ट्री में एक centerline वक्र के रूप में नया मार्कअप वक्र बनाएँ का चयन करें। Centerline सही दिल मॉडल दिखाने के लिए लागू करें पर क्लिक करें।
    4. डेटा मॉड्यूल पर क्लिक करें, फिर इसके गुणों को संपादित करने के लिए Centerline वक्र पर राइट-क्लिक करें। नियंत्रण बिंदुओं को प्रदर्शित करने के लिए नेत्र आइकन पर क्लिक करें, और Resample अनुभाग में कंप्यूटर लोड को कम करने के लिए 40 करने के लिए resampled अंक की संख्या सेट करें।
  8. कोई सीधा मॉडल बनाएँ
    1. मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में घुमावदार प्लानर रिफॉर्मेट का चयन करें।
    2. वक्र रिज़ॉल्यूशन और स्लाइस रिज़ॉल्यूशन के बाद कर्सर को 0.8 मिमी पर शिफ्ट करें, स्लाइस आकार को 130140 मिमी पर सेट करें जो छवियों पर प्रदर्शित दाएं वेंट्रिकल की सीमा के अनुसार था, और फिर आउटपुट स्ट्रेटनेड वॉल्यूम के रूप में एक नई वॉल्यूम बनाएँ का चयन करें।
    3. सीधे वॉल्यूम प्राप्त करने के लिए लागू करें पर क्लिक करें।
    4. सीधे वॉल्यूम को दिखाने के लिए मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में वॉल्यूम रेंडरिंग का चयन करें। वॉल्यूम ड्रॉप-डाउन मेनू में स्ट्रेटनेड वॉल्यूम का चयन करें और आई आइकन पर क्लिक करें। प्रीसेट के रूप में सीटी-कार्डियक 3 का चयन करें, 3 डी दृश्य में सीधे सही दिल की मात्रा दिखाने के लिए शिफ्ट कर्सर को स्थानांतरित करें।
    5. सेगमेंटेशन के लिए सीधे वॉल्यूम के नाम पर DATA ट्री में सीधे वॉल्यूम को स्तंभ करें, और इस सीधे वॉल्यूम को सेगमेंट करने के लिए राइट-क्लिक करें.
    6. वांछित सीधा दाएँ दिल रंग करने के लिए खंड संपादक मॉड्यूल में थ्रेशोल्ड प्रभाव का चयन करें और ऑपरेशन को लागू करने के लिए लागू करें क्लिक करें। विभाजन के लिए सीधे वॉल्यूम, इनपुट वॉल्यूम और आउटपुट वॉल्यूम के रूप में वॉल्यूम का चयन करके सीधे वॉल्यूम को मास्क करने के लिए मास्क वॉल्यूम प्रभाव का चयन करें और कार्रवाई को लागू करने के लिए लागू करें क्लिक करें।
    7. केवल सीधा दाएँ हृदय विभाजन रखने के लिए चरण 4.7- 4.8 में ऊपर उल्लिखित के रूप में एक ही कार्रवाई को लागू करने के लिए लागू करें क्लिक करें । 3 डी दृश्य में सीधे सही दिल की मात्रा और सीधे सही दिल विभाजन के 3 डी मॉडल की जांच करें।
    8. सीधे सही दिल की मात्रा रेंडरिंग और सीधे सेगमेंटेशन प्राप्त करने और उन्हें प्रत्येक फ़्रेम के फ़ोल्डर में सहेजने के लिए अन्य फ़्रेम्स के लिए ऊपर उल्लिखित समान कार्रवाई को लागू करने के लिए लागू करें क्लिक करें .

6. निर्यात आंकड़े और STL फ़ाइलें

  1. कैप्चर पर क्लिक करके और उपकरण पट्टी पर किसी दृश्य दृश्य प्रभाव का नाम देकर और दृश्यों को 3D दृश्य में सहेजकर सीधे वॉल्यूम रेंडरिंग के आंकड़े निर्यात करें.
  2. सेगमेंटेशन मॉड्यूल पर क्लिक करके सीधे 3D सेगमेंटेशन की STL फ़ाइलों को निर्यात करें।

7. पांच प्लानर माप प्रदर्शन

  1. परिधि, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और परिधि का एक पांच प्लानर मापन करें, 4 डी अनुक्रम से सीधे मॉडल में सीधे मॉडल में सीधे वेंट्रिकुलर वॉल्यूम माप के रूप में नीचे वर्णित है।
  2. निम्नलिखित पांच प्लानर सेटिंग्स लागू करें: प्लेन ए: मुख्य फुफ्फुसीय धमनी पर 2 सेमी ऑफसेट साइनोट्यूबलर जंक्शन के विमान से; विमान बी: sinotubular जंक्शन पर; विमान सी: साइनस पर; विमान डी: पत्रक के आधार पर; विमान ई: आरवीओटी पर 1 सेमी ऑफसेट डी से।
  3. कुंजीपटल पर Shift कुंजी पकड़कर और पांच विमानों के लिए उपकरण पट्टी में crosshair समारोह का उपयोग करके प्रत्येक फ्रेम में सीधे मॉडल में उपरोक्त सभी पांच विमानों को जोड़ें। प्लेन प्रभाव का चयन करने के लिए उपकरण पट्टी में बनाएँ और रखें मॉड्यूल पर क्लिक करें।
  4. परिधि को मापने के लिए रेखा प्रभाव का चयन करें, परिधि और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए बंद वक्र प्रभाव का चयन करें। डेटासेट बनाने के लिए डेटा की प्रतिलिपि बनाएँ.
  5. नीचे वर्णित के रूप में सीधे मॉडल में सही वेंट्रिकुलर मात्रा माप प्रदर्शन।
    1. 4D अनुक्रम से प्राप्त प्रत्येक फ़्रेम में सीधे विभाजन को स्तंभ करें, और वॉल्यूम माप के लिए मिलान फ़्रेम के अनुसार विभाजन को लेबल करें.
    2. मॉड्यूल ड्रॉप-डाउन मेनू में सेगमेंट सांख्यिकी मॉड्यूल का चयन करें। इनपुट मेनू में सेगमेंटेशन और स्केलर वॉल्यूम के बाद वॉल्यूम माप के लिए X% सेगमेंटेशन का चयन करें। आउटपुट तालिका के रूप में नई तालिका बनाएँ का चयन करें और उसके बाद वॉल्यूम तालिका प्राप्त करने के लिए कार्रवाई लागू करने के लिए लागू करें पर क्लिक करें।
    3. सीधे किए गए विभाजन के प्रत्येक फ़्रेम के लिए वॉल्यूम माप डेटासेट बनाने के लिए वॉल्यूम डेटा की प्रतिलिपि बनाएँ.

8.3D मल्टीप्लेनर पुनर्निर्माण (एमपीआर) माप और 3 डी अनुक्रम से सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम माप (डायस्टोल के अंत में सबसे अच्छा पुनर्निर्मित चरण)

नोट: इस अध्ययन में, भेड़ जे प्री-सीटी को एमपीआर माप प्रक्रियाओं को स्पष्ट करने के लिए चुना गया था।

  1. निम्न चरणों में सचित्र के रूप में डायस्टोलिक 3 डी अनुक्रम लोड करें। Crosshair प्रभाव के बगल में नीचे तीर का चयन करें, जंप स्लाइस- ऑफसेट, बेसिक + चौराहे, ठीक Crosshair, और crosshair सेटिंग्स के लिए स्लाइस चौराहे का चयन करें।
  2. शिफ्ट + बाएं क्लिक करने के लिए विमान के लिए crosshair खींचें, उदाहरण के लिए, साइनस. क्रॉसहेयर को अक्षीय, सैगिटल और कोरोनल दृश्यों में वांछित स्थिति में समायोजित करने के लिए Ctrl + Alt दबाएँ पूरी तरह से लक्षित स्थिति के केंद्र में।
  3. चरण 7.4 में सचित्र के रूप में प्रत्येक विमान में माप करने के लिए रेखा प्रभाव का चयन करें। 3D MPR माप डेटासेट बनाने के लिए डेटा की प्रतिलिपि बनाएँ।
  4. चरण 5.8.6 में ऊपर उल्लिखित के रूप में एक सही वेंट्रिकुलर विभाजन बनाने के लिए सेगमेंट एडिटर मॉड्यूल पर क्लिक करें।
  5. चरण 7.5.2 में ऊपर उल्लिखित के रूप में सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम माप करने के लिए सेगमेंट सांख्यिकी मॉड्यूल पर क्लिक करें।
  6. डायस्टोलिक 3 डी सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम डेटासेट बनाने के लिए वॉल्यूम जानकारी की प्रतिलिपि बनाएँ।

9. स्टेंट दिल वाल्व चयन के लिए गणना

नोट:: इस अनुभाग में, sinotubular जंक्शन के माप प्रक्रिया को स्पष्ट करने के लिए उपयोग किया गया था।

  1. लंबे अक्षीय (d1) और लघु अक्षीय परिधि (d2) = (d3) के माध्य की गणना कीजिये, इसके बाद d4 प्राप्त करने के लिए d1, d2, और d3 का माध्य, जैसा कि सूत्रों (1) - (2) में दिखाया गया है।
    Equation 1
    Equation 2
  2. d5 प्राप्त करने के लिए क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र (S1) की गणना को π से विभाजित करें, इसके बाद d6 प्राप्त करने के लिए d5 का वर्गमूल, और फिर d5 और d6 का माध्य, जैसा कि सूत्रों (3) - (5) में दिखाया गया है।
    Equation 3
    Equation 4
    Equation 5
  3. d8 प्राप्त करने के लिए परिधि (C1) को π से विभाजित करें, जैसा कि सूत्र (6) में दिखाया गया है।
    Equation 6
  4. d4, d7, और d8 के माध्य की गणना करके समग्र सामान्य व्यास d9 प्राप्त करें, जैसा कि सूत्र (7) में दिखाया गया है।
    Equation 7
  5. वाल्व आकार (ज) का सबसे अच्छा विकल्प की गणना करने के लिए सूत्र (8) लागू करें।
    Equation 8
    नोट: स्टेंटेड हार्ट वाल्व व्यास 30 मिमी, 26 मिमी और 23 मिमी में उपलब्ध है। वाल्व आकार (एच) तीन व्यास के लिए एक प्रतिशत के रूप में मैच को दिखाता है, अर्थात् 10-20% के रूप में एक आदर्श मैच, 30% और उससे अधिक के रूप में आरोपण के लिए बड़ा, और 10% से नीचे आरोपण के लिए छोटा।
  6. पांच विमानों में माप के रुझान आरेख बनाने और TIFF प्रारूप में आरेखों को निर्यात करने के लिए एक बहुमुखी सांख्यिकी सॉफ़्टवेयर में 3D और 4D डेटा आयात करें. संगठन के लिए ग्राफ़िक्स सॉफ़्टवेयर में सभी आंकड़े आयात करें.

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Representative Results

भेड़ जे में, 4 डी कुल दिल और सही दिल के मॉडल सफलतापूर्वक 4 डी कार्डियक सीटी अनुक्रम से उत्पन्न हुए थे, जिसने पूरे कार्डियक चक्र में विरूपण दिखाया था। बेहतर विज़ुअलाइज़ेशन के लिए, धड़कते दिल और दाहिने दिल के पूरे विरूपण को चित्र 3 - चित्रा 4 और वीडियो 1 - वीडियो 2 में हर दिशा में प्रदर्शित किया जाता है।

सीधे सही दिल के मॉडल को विभाजन के प्रत्येक 10% में मुखौटा की मात्रा के बाद प्राप्त किया गया था ताकि भेड़ जे प्री-सीटी (चित्रा 5) में एक सीधे मॉडल में सही दिल के विरूपण को चित्रित किया जा सके।

चित्रा 2ए में दिखाए गए मापों को करने के लिए वांछित स्थानों में पांच विमानों को जोड़ा गया था, साथ ही साथ 3 डी पुनर्निर्माण सॉफ्टवेयर में एमपीआर माप और भेड़ जे प्री-सीटी में 4 डी वॉल्यूम को क्रॉप करने की पारंपरिक विधि नहीं थी, जो चित्र 2 बी में दिखाया गया है। क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, परिधि और परिधि में परिवर्तन हृदय चक्र के विभिन्न चरणों में प्राप्त किए गए थे ताकि आकृति 6 में दिखाए गए अनुसार प्रवृत्ति आरेख उत्पन्न किया जा सके। 4D CT माप और 3D CT माप से मूल डेटा अनुपूरक फ़ाइल 1 में दिखाया गया है। भेड़ जे में, सीधे मॉडल से 4 डी सीटी माप के परिणामस्वरूप टीपीवीआर (30 मिमी) के लिए वाल्व आकार का एक ही विकल्प हुआ, जैसा कि अंत-डायस्टोलिक श्रृंखला से एमपीआर माप के रूप में, उल्लेखनीय आभासी वास्तविकता और विश्वसनीय परिणामों के लाभों के साथ। मापा क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र (आरवीओटी: 3.42 सेमी 4 डी में 3.42 सेमी2 बनाम 2 डी में 4.28 सेमी2, बीपीवी: 2.96 सेमी 2 डी बनाम 2 डी में 3.92 सेमी 2) में महत्वपूर्ण अंतर थे, और परिधि (आरवीओटी: 76.1 मिमी 4 डी में बनाम 87.06 मिमी बनाम 2 डी में 87.06 मिमी, बीपीवी: 4 डी में 67.65 मिमी बनाम 2 डी में 75.73 मिमी) आरवीओटी में 2 डी और 2 डी में 75.73 मिमी) में। प्री-सीटी से भेड़ जे का सही वेंट्रिकुलर इजेक्शन अंश 62.1% था।

Figure 1
चित्र 1. 3- आयामी पुनर्निर्माण सॉफ्टवेयर में उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस. टूलबार, डेटा ट्री, और 3- आयामी पुनर्निर्माण सॉफ़्टवेयर के अन्य कार्यात्मक मेनू प्रोग्राम के संचालन के लिए दिखाए जाते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2. 3-आयामी अनुक्रम (अंत-डायस्टोलिक चरण) में माप और बहु-समतल पुनर्निर्माण माप के लिए सीधे मॉडल में पांच विमान। (ए) विमान ए: मुख्य फुफ्फुसीय धमनी, विमान बी से 20 मिमी ऑफसेट; विमान बी: sinotubular जंक्शन; विमान सी: फुफ्फुसीय वाल्व का साइनस; विमान डी: फुफ्फुसीय वाल्व के नीचे; विमान ई: सही वेंट्रिकुलर बहिर्वाह पथ में, विमान से 10 मिमी ऑफसेट डी (बी) पांच विमानों पर अंत-डायस्टोलिक चरण के 3 डी अनुक्रम में एमपीआर माप: फुफ्फुसीय वाल्व के नीचे से 10 मिमी ऑफसेट, फुफ्फुसीय वाल्व के नीचे, फुफ्फुसीय वाल्व के नीचे, पल्मोनरी वाल्व का साइनस, सिनोट्यूबलर जंक्शन, और मुख्य फुफ्फुसीय धमनी (सिनोट्यूबलर जंक्शन से 20 मिमी ऑफसेट)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3. कार्डियक चक्र में 4-आयामी हृदय विरूपण। भेड़ जे पूर्व-गणना टोमोग्राफी के कुल हृदय विरूपण कार्डियक चक्र के 0% से 100% तक आकार परिवर्तन दिखाते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4. 4- हृदय चक्र भर में आयामी सही दिल विरूपण. भेड़ जे पूर्व परिकलित टोमोग्राफी के सही दिल विरूपण कार्डियक चक्र के 0% से 100% तक आकार परिवर्तन दिखाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5. पूरे कार्डियक चक्र में भेड़ जे पूर्व परिकलित टोमोग्राफी के सीधे सही दिल विरूपण। भेड़ जे पूर्व परिकलित टोमोग्राफी के सीधे सही दिल विरूपण कार्डियक चक्र के 0% से 100% तक आकार परिवर्तन दिखाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्र 6. परिधि, औसत व्यास, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, और पूरे कार्डियक चक्र में सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम में परिवर्तन। (ए) पांच विमानों पर हृदय चक्र के दौरान परिधि में परिवर्तन। (बी) पांच विमानों पर कार्डियक चक्र के दौरान औसत व्यास में परिवर्तन (चरण 9.1 में सूत्र 1 का उपयोग करके गणना की गई)। (सी) पांच विमानों पर कार्डियक चक्र के दौरान क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में परिवर्तन। (डी) कार्डियक चक्र के दौरान सही वेंट्रिकुलर मात्रा में परिवर्तन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

वीडियो 1. 4- आयामी कुल हृदय विरूपण. कार्डियक चक्र के दौरान, 4-आयामी पूरे दिल के पुनर्निर्माण को हर दिशा में कल्पना की जा सकती है। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

वीडियो 2. 4- आयामी सही दिल विरूपण. धड़कते दिल (बेहतर वेना कावा, सही आलिंद, सही वेंट्रिकल, और फुफ्फुसीय धमनी) को पूरे हृदय चक्र में हर दिशा में देखा जा सकता है। कृपया इस वीडियो को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

अनुपूरक फ़ाइल 1. तालिका 4 डी सीटी माप और 3 डी सीटी माप से मूल डेटा प्रस्तुत करती है जो फुफ्फुसीय धमनी से पैरामीटर, सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम और भेड़ जे पूर्व-गणना टोमोग्राफी से महाधमनी के माप सहित वर्णित प्रोटोकॉल का पालन करके उत्पन्न होती है। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें।

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Discussion

आज तक, यह 4 डी सीटी अनुक्रम से उत्पन्न एक सीधा कार्डियक मॉडल के साथ आरवीओटी-पीए के आकृति विज्ञान और गतिशील मापदंडों के रोगी-विशिष्ट माप को चित्रित करने वाला पहला अध्ययन है, जिसे टीपीवीआर के लिए इष्टतम वाल्व आकार की भविष्यवाणी करने के लिए लागू किया जा सकता है। इस पद्धति को गतिशील विरूपण, सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम, सही वेंट्रिकुलर फ़ंक्शन, और आरवीओटी / पीए के परिमाण को प्राप्त करने के लिए भेड़ जे प्री-सीटी इमेजिंग का उपयोग करके विकृत किया गया था, जो कार्डियक चक्र के हर 10% पुनर्निर्माण पर पांच विमानों में आरवीओटी से फुफ्फुसीय ट्रंक में बदल जाता है। 3 डी इमेजिंग की तुलना में, सीधे मॉडल ने न केवल अंत-डायस्टोलिक 3 डी छवियों से एमपीआर माप के समान वाल्व आकार की भविष्यवाणी की, बल्कि सही दिल के बारे में वांछित जानकारी निकालने के लिए अधिक सहज मॉडल की भी अनुमति दी। पिछले अध्ययन 13 के निष्कर्षों के अनुसार, प्रस्तावित विधि बेकार आरवीओटी और / या फुफ्फुसीय वाल्व रोग वाले रोगियों में विवो लोडिंग स्थितियों की बेहतर समझ के साथ-साथ नए टीपीवीआर उपकरणों के विकास की अनुमति देती है जो रूपात्मक रूप से टीपीवीआर की आवश्यकता वाले रोगियों के विभिन्न आरवीओटी एनाटॉमी के लिए अनुकूलित हैं और लंबे समय में बेहतर यांत्रिक प्रदर्शन प्रदर्शित कर सकते हैं। हालांकि, टीपीवीआर के पूर्व-इंटरवेंशनल मूल्यांकन के लिए मात्रात्मक माप की वर्तमान पद्धति 3 डी अनुक्रम में एमपीआर माप पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप आरवीओटी और पीए के शारीरिक वक्र के आधार पर मूल्यांकन के दौरान अप्रत्याशित त्रुटियां हो सकती हैं। इसके अलावा, विस्तृत जानकारी दिल के समग्र आंदोलन 14 के संदर्भ में 4 डी अनुक्रम से उत्पन्न 3 डी मॉडल में खो सकती है।

इस अध्ययन में, 3 डी पुनर्निर्माण सॉफ्टवेयर में विभाजन की 4 डी मात्रा के लिए एक मुखौटा का उपयोग करके कार्डियक चक्र के दौरान दिल के कुल विरूपण का निरीक्षण करने और कल्पना करने के लिए एक 4 डी धड़कन दिल मॉडल बनाया गया था, न कि भेड़ जे में 4 डी वॉल्यूम को क्रॉप करने की पारंपरिक विधि। यह विधि दिल की कल्पना करने और वाल्व के आकार का चयन करने के लिए 3 डी अनुक्रम से 3 डी पुनर्निर्माण के रूप में 4 डी मॉडल बनाने का एक सटीक और कुशल तरीका प्रदान कर सकती है। इसके अलावा, एक ही विधि का उपयोग 3 डी पुनर्निर्माण सॉफ्टवेयर में बीज से बढ़ो प्रभाव का उपयोग करके विभाजित कार्डियक चक्र के प्रत्येक 10% में विभाजन से एक गतिशील मॉडल के रूप में सही दिल मॉडल के पुनर्निर्माण के लिए किया गया था। 4 डी सही दिल मॉडल आरआर अंतराल के दौरान पूरे शारीरिक आकृति विज्ञान की कल्पना कर सकता है, जिसके आधार पर कार्डियोलॉजिस्ट टीपीवीआर के लिए रोगी-विशिष्ट रणनीति विकसित कर सकते हैं। इसके अलावा, कार्डियक चक्र के प्रत्येक 10% में 4 डी अनुक्रम से प्राप्त 3 डी सीधे दाहिने दिल के मॉडल सही दिल के सटीक, रूपात्मक और कार्यात्मक परिमाणीकरण को प्रस्तुत कर सकते हैं, विशेष रूप से स्टेंट किए गए दिल के वाल्व चयन के लिए लागू पांच विमानों में। सीधे मॉडल बनाने से पहले, प्रत्येक 10% कार्डियक चक्र से सही दिल का एक मैनुअल और सटीक 3 डी विभाजन आवश्यक है। सही दिल विभाजन करते समय, एक फ्रेम से मात्रा को नकाबपोश किए जाने के बाद, वर्तमान फ्रेम में 3 डी विभाजन अवांछनीय संरचनाओं के लिए कैंची फ़ंक्शन का उपयोग करके स्वचालित रूप से उभरेगा। आरवीओटी की पूरी मात्रा को बनाए रखने के लिए, बाएं कोरोनरी धमनी का एक छोटा सा टुकड़ा सेगमेंटेशन में रखा जाना चाहिए। एक सीधा मॉडल बनाने के लिए, सीधे मॉडल की गुणवत्ता सुनिश्चित करने और कम्प्यूटेशनल लोड को कम करने के लिए मूल दाएं दिल के मॉडल में एक सेंटरलाइन जोड़ना महत्वपूर्ण है। सीधे सही दिल के मॉडल ने परिधि, परिधि और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्रों सहित कार्डियक एनाटॉमी के सभी सहसंबंधों को सटीक रूप से परिलक्षित किया, जिससे रूपात्मक जानकारी और एक समग्र फैशन में प्रत्यक्ष माप के बाद के निष्कर्षण की अनुमति मिलती है। इस अध्ययन में, 4 डी स्ट्रेटनेड मॉडल से माप के परिणामस्वरूप एमपीआर में 3 डी माप के रूप में वाल्व आकार (व्यास में 30 मिमी) का एक ही विकल्प था, लेकिन भेड़ जे में उल्लेखनीय आभासी वास्तविकता और विश्वसनीय परिणामों के लाभों के साथ। यह पूरे कार्डियक चक्र के दौरान सही वेंट्रिकुलर वॉल्यूम पर डेटा के संग्रह को भी सक्षम बनाता है, जिसे तब सही वेंट्रिकुलर इजेक्शन अंश की गणना करने के लिए लागू किया जा सकता है।

पिछले नैदानिक अध्ययनों ने स्थैतिक और गतिशील अनुभाग विमानों के बीच RVOTPA के मापा क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अंतर दिखाया है जो बड़े 3 डी विस्थापन और रोटेशन 15 के लिए माध्यमिक हैं। भेड़ जे प्री-सीटी में, आरवीओटी विमान और फुफ्फुसीय वाल्व के बेसल प्लेन में मापा क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रों और परिधि में महत्वपूर्ण अंतर भी आरवीओटी में देखा गया था: 4 डी में 3.42 सेमी2 बनाम 3 डी में 4.28 सेमी2 बनाम 3 डी में, बीपीवी: 2.96 सेमी 2 4 डी में बनाम 3.92 सेमी 3 डी में 3.92 सेमी 2 , और आरवीओटी परिधि: 4 डी में 76.1 मिमी बनाम 3 डी में 87.06 मिमी, बीपीवी: 4 डी में 67.65 मिमी बनाम 3 डी में 75.73 मिमी। माप के लिए डेटा प्राप्त करने के लिए, पांच गतिशील विमानों को निश्चित विमानों के बजाय लागू किया गया था; यहां, सिनोट्यूबलर विमान और फुफ्फुसीय वाल्व के बेसल विमान को संदर्भ की रेखाओं के रूप में चुना गया था। इन पांच विमानों में वे सभी स्थान शामिल थे जिनका उपयोग स्टेंट किए गए हृदय वाल्व को तैनात करने के लिए किया जा सकता है। आरवीओटी विमान ने पांच विमानों में कार्डियक चक्र में सबसे बड़े विरूपण का प्रदर्शन किया, जिसमें एक बहुमुखी टीपीवीआर डिवाइस की आवश्यकता पर प्रकाश डाला गया जो विभिन्न एनाटोमी के लिए अनुकूलन क्षमता को सक्षम बनाता है और फ्रैक्चर और माइग्रेशन के बिना दीर्घकालिक स्थायित्व के लिए स्टेंट किए गए दिल के वाल्व की डिज़ाइन की गई ज्यामिति को बरकरार रखता है। आकार स्मृति के साथ nitinol स्टेंट भविष्य TPVR के लिए एक त्रि पत्रक वाल्व बढ़ते के लिए एक आशाजनक उम्मीदवार है. नैदानिक अनुप्रयोग के लिए, विशेष रूप से उन रोगियों के लिए जिनके पास ट्रांसन्युलर पैच मरम्मत या टीपीवीआर है, इसे शरीर रचना विज्ञान के पुनर्निर्माण के लिए अधिक प्रयासों की आवश्यकता होगी क्योंकि पेरिकार्डियम और मायोकार्डियम, स्टेंट और विकृत शरीर रचना विज्ञान के बीच आसंजन से कलाकृतियां हैं। इसे नैदानिक उपयोग के लिए इस विधि का अनुवाद करने के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन सीटी डेटा, अच्छी तरह से विकसित पुनर्निर्माण सॉफ़्टवेयर और सीटी विश्लेषण के प्रचुर अनुभव की आवश्यकता होती है। लेकिन इस विधि का उपयोग बड़े पशु परीक्षणों के साथ-साथ फैलोट के टेट्रालॉजी वाले रोगियों के लिए पेरी-ऑपरेटिव मूल्यांकन के लिए किया जा सकता है, अलग-थलग पल्मोनिक स्टेनोसिस जिनके पास कोई ओपन-हार्ट सर्जरी या इंटरवेंशनल थेरेपी नहीं है।

4 डी स्ट्रेटनेड मॉडल के लिए वर्णित विधि आरवीओटी से पीए तक दिल के सभी खंडों की सटीक और दृश्य पहचान और गणना को सक्षम कर सकती है, जो न केवल कार्डियोलॉजिस्ट को एक सटीक पूर्व-इंटरवेंशनल मूल्यांकन प्राप्त करने में मदद कर सकती है, बल्कि कार्डियक इंजीनियरों को भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए उपन्यास टीपीवीआर उपकरणों को नवाचार करने के लिए भी मदद कर सकती है।

इस अध्ययन में 4 डी सीधे मॉडल माप के लिए पद्धति की मुख्य सीमा यह है कि डेटा एक बड़ी नमूना आबादी के बिना केवल एक भेड़ पूर्व-सीटी से प्राप्त किया गया था। इसके अतिरिक्त, पोस्ट-आरोपण सीटी इमेजिंग को वाल्व के आकार और सही दिल में संरचनात्मक परिवर्तनों का पालन करने के लिए नहीं किया गया था। अंत में, उन रोगियों के लिए जिनके पास ट्रांसअन्युलर पैच मरम्मत या टीपीवीआर है, शरीर रचना विज्ञान का पुनर्निर्माण करना अधिक कठिन है क्योंकि पेरिकार्डियम और मायोकार्डियम, स्टेंट और विकृत शरीर रचना विज्ञान के बीच आसंजन से कलाकृतियां हैं।

समाप्ति
3 डी सीटी के विपरीत, सीधे 4 डी पुनर्निर्माण मॉडल ने न केवल टीपीवीआर के लिए वाल्व आकार चयन की सटीक भविष्यवाणी को सक्षम किया, बल्कि भेड़ जे में आदर्श आभासी वास्तविकता भी प्रदान की, और इसलिए टीपीवीआर और टीपीवीआर उपकरणों के नवाचार के लिए एक आशाजनक विधि होगी।

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Disclosures

लेखकों ने हितों के टकराव की घोषणा नहीं की है।

Acknowledgments

Xiaolin Sun और Yimeng Hao ने इस पांडुलिपि में समान रूप से योगदान दिया और पहले लेखकत्व को साझा किया। इस काम में योगदान देने वाले सभी लोगों के लिए हार्दिक प्रशंसा की जाती है, दोनों पिछले और वर्तमान सदस्यों को। इस काम को आर्थिक मामलों और ऊर्जा के लिए जर्मन संघीय मंत्रालय से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था, EXIST - अनुसंधान का हस्तांतरण (03EFIBE103)। Xiaolin Sun और Yimeng Hao चीन छात्रवृत्ति परिषद (Xiaolin Sun-CSC: 201908080063, Yimeng Hao-CSC: 202008450028) द्वारा समर्थित हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Adobe Illustrator Adobe Adobe Illustrator 2021 Graphics software
Butorphanol Richter Pharma AG Vnr531943 0.4mg/kg
Fentanyl Janssen-Cilag Pharma GmbH DE/H/1047/001-002 0.01mg/kg
Glycopyrroniumbromid Accord Healthcare B.V PZN11649123 0.011mg/kg
GraphPad Prism GraphPad Software Inc. Version 9.0 Versatile statistics software
Imeron 400 MCT Bracco Imaging PZN00229978 2.0–2.5 ml/kg
Ketamine Actavis Group PTC EHF ART.-Nr. 799-762 2–5 mg/kg/h
Midazolam Hameln pharma plus GMBH MIDAZ50100 0.4mg/kg
Multislice Somatom Definition Flash Siemens AG A91CT-01892-03C2-7600 Cardiac CT Scanner
Propofol B. Braun Melsungen AG PZN 11164495 20mg/ml, 1–2.5 mg/kg
Propofol B. Braun Melsungen AG PZN 11164443 10mg/ml, 2.5–8.0 mg/kg/h
Safety IV Catheter with Injection port B. Braun Melsungen AG LOT: 20D03G8346 18 G Catheter with Injection port
3D Slicer Slicer Slicer 4.13.0-2021-08-13 Software: 3D Slicer image computing platform

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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चिकित्सा मुद्दा 179 गणना टोमोग्राफी 4 आयामी ट्रांसकैथेटर फुफ्फुसीय वाल्व प्रतिस्थापन गतिशीलता
ट्रांसकैथेटर पल्मोनरी वाल्व प्रतिस्थापन के लिए चार आयामी परिकलित टोमोग्राफी-निर्देशित वाल्व आकार
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Sun, X., Hao, Y., Sebastian… More

Sun, X., Hao, Y., Sebastian Kiekenap, J. F., Emeis, J., Steitz, M., Breitenstein-Attach, A., Berger, F., Schmitt, B. Four-Dimensional Computed Tomography-Guided Valve Sizing for Transcatheter Pulmonary Valve Replacement. J. Vis. Exp. (179), e63367, doi:10.3791/63367 (2022).

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