Name: Magnetisch-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Durchbiegung unter Magnetic Resonance Imaging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-04-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: Erfahren Sie die Entwicklung eines Steuerungssystems für die verbesserte Steuerung endovaskulärer Mikrokatheter mit Elektromagneten unter MRT-Führung. Diese Methode ermöglicht präzise Navigation in simulierten Gefäßen.

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Pallav Kolli, Fabio Settecase, Matthew Amans und Robert Taylor von UCSF, Tim Roberts von der University of Pennsylvania Finanzierungsquellen NIH National Heart Lung Blood Institute (NHLBI) Award (M. Wilson): 1R01HL076486 American Society of Neuroradiologie Research and Education Foundation Scholar Award (S. Hetts) NIH National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) Award (S. Hetts): 1R01EB012031

Ein. Mikrospule Fabrication <ol><li> Erhalt eines handelsüblichen Mikrokatheter (zB 2.3F Rapid Transit Cordis Neurovaskuläre Katheter, Raynham, MA) für ein Substrat. </li><li> Stellen Sie sicher, Kathetern haben keine Eisen-Komponenten werden als MR-Safe und liegen in der Größenordnung von 2,3 bis 3,0 F. </li><li> Sputter eine Titanhaftschicht durch eine Kupferkeimschicht zu einer 1 bis 2 mm OD Isolierrohr gefolgt. Mögliche Materialien sind Polyimid oder Aluminiumoxid (Ortech Advanced Ceramics, Sacramento, CA). </li><li> Elektrolytisch eine positive Photoresistschicht unter Verwendung Shipleys PEPR-2400 (derzeit von DOW Chemical unter der Bezeichnung Intervia 3D-P verkauft). Elektrotauchlackier ergibt sich eine gleichmäßige Beschichtung auf der nicht-planaren Zylinderfläche. </li><li> Fotolack wird durch eine einzigartige Laser-Direkt-write (Laser Drehmaschine, eine nicht-kommerzielle System am Lawrence Livermore National Laboratory entwickelt wurde) in dem Muster des gewünschten Spulenform (2A) ausgesetzt. Dies ist eine Modifikationtion der Technik ursprünglich in Malba et al. 14 </li><li> Entwickeln des belichteten Photoresists in einer 1% igen Lösung von Kaliumcarbonat bei 35 ° C. </li><li> Kupfer wird durch die verbleibende Resistmaske elektroplattiert, um das gewünschte Wicklung zu bilden. Das System kann herzustellen sowohl Magnet-und Helmholtz (Rennstrecke) Kupfer Muster (2C und 2D). </li><li> Nach Kupfer Elektroabscheidung, entfernen Sie das mit heißem Entwickler widerstehen. Entfernen Sie die Kupferkeimschicht durch die Titanhaftschicht gefolgt. </li><li> Befestigen Sie den Isolierschlauch der Katheterspitze mit Schrumpffolie, um die Montage zu vervollständigen. Stellen Sie sicher, dass die Schrumpffolie die gesamte coiled Spitze abdeckt. Zu mehrachsigen Kathetern zusammenzubauen platzieren Isolierrohr Strukturen ineinander wie in 2E gezeigt. </li><li> Faden Kupferdrähte durch das Lumen des Mikrokatheters und Lot zu den Spulen an der Spitze. </li><li> Ändern und verkürzen 6 ft RJ11 Telefonkabel to 3 m Länge. </li><li> Verbinden der Kupferdrähte, die aus dem hinteren Ende des Mikrokatheters Nabe zu dem modifizierten 3 ft Telefonbuchse Übertragungsleitung. </li></ol> 2. Wasserbad-Setup <ol><li> Ein kleines Loch in der Mitte der Seite einer Kunststoffwanne etwa 5 cm von der Unterseite. </li><li> Legen Sie eine 9F Avanti Cordis Gefäßscheide (Cordis Endovascular, Miami Lakes, FL) durch das Loch. </li><li> Schneiden die distale Spitze des Gefäßscheide Verlassen einer 4 cm langes Stück der sich in dem Becken. </li><li> Am Ende der Hülle, befestigen eines rotierenden oder hämostatischen Thuoy-Borst-Ventil, um den Ort des Mikrokatheters stabilisieren. </li><li> Füllen Sie das Becken mit destilliertem Wasser gewährleistet vollständiges Untertauchen des Geräts. </li><li> Legen Sie den Katheter mit coiled Spitze durch die Gefäßscheide und Ventil. </li><li> Messen und notieren die hemmungslose Länge der Mikrokatheter sich von dem Ventil in dem Wasserbad. </li><li> Legen Sie das Wasserbad mit MikroKathetersystem innerhalb des Magneten der MR-Scanner und zu orientieren bezüglich der Bohrung des Magneten. </li><li> Schließen Sie die geänderte 3 ft Telefonkabel an den Katheter zu einem 25 ft RJ11 Telefonkabel Übertragungsleitung mit einem 2-Wege-Klinkenbuchse. </li><li> Schließen Sie das andere Ende des 25 ft Telefonkabel zu einem Lambda LPD-422A-FM-Doppeltuner geregelte Stromversorgung zu liefern bis zu 1 A Strom an das Gerät. </li><li> Platzieren Sie die Übertragungsleitungen durch einen Wellenleiter und der Stromquelle außerhalb des MR-Scanners Raum außerhalb des 5 Gauss-Linie. </li></ol> 3. Schiff Phantom-Setup <ol><li> Konstruieren Sie eine hohles Gefäß Phantom mit einem Y-förmigen Kreuzung aus Gummischlauch vor den Experimenten. </li><li> Füllen Sie den Behälter Phantom mit einer 0,0102 M Lösung von Gadopentetatdimeglumin (GdDTPA) (Magnevist, Bayer Healthcare Pharmaceuticals, Montville, New Jersey) in destilliertem Wasser, um den Kontrast zwischen dem Phantom Schiffe und Hintergrund zu schaffen. </li><li> Montieren Sie den MicroCAtheter System wie in den Schritten 1,1 bis 1,9 skizziert. Verbinden des Katheters mit der Stromversorgung und der Position, wie in Schritten von 2,9 bis 2,11 beschrieben. </li><li> Positionieren Sie die Spitze des Mikrokatheters am Boden des Gefäßes Öffnung. </li><li> Platzieren des Phantoms innerhalb des Magneten des MR-Scanners und orientieren bezüglich der Bohrung des Magneten. </li></ol> 4. Magnetic Resonance Imaging <ol><li> Führen Bildgebung mit einem 1.5T klinischen MR-System (Siemens Avanto, SW: Syngo B13, Erlangen, Deutschland; Philips Achieva, SW Release 2.1, Cleveland, OH). </li><li> Übernehmen &lt;50 mA Strom, um die Katheterspitze Position zu visualisieren. Unter MRT, wird ein kleines magnetisches Moment an der Katheterspitze hergestellt werden, um eine deutliche Artefakt unterschiedlicher Form abhängig von dem Spulen erregt werden visualisieren. </li><li> Bewerben variable Mengen an Strom im Bereich von ± 100 mA aus dem Lambda duale Stromzufuhr zu den Spulen und beobachten Auslenkung der Spitze (3A-3C) im Wasser bath-Setup. Da Auslenkung der Spitze ist fast augenblicklich, müssen Strom nur für ~ 1-2 angewendet werden Sek. maximale Durchbiegung zu visualisieren. </li><li> Wiederholen und aufzeichnen aufeinanderfolgenden Anwendungen gesetzt Strommengen. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 4,2 und gleichzeitig schieben Sie den Katheter per Hand ermöglicht mechanische Weiterentwicklung durch das Gefäß Phantom (4A und 4B). Anwenden an der Verzweigungsstelle Stroms, um die Katheterspitze in das gewünschte Gefäß abzulenken. Vorzurücken des Katheters in das Zweiggefäß durch manuelles Drücken des Katheterende (4C). Zurückziehen des Katheters an der Gefäßverzweigung und Wiederholung in der gegenüberliegenden Zweig (4D). </li><li> MR-Bilder zu erwerben Verwendung eines 2D Snapshot-FLASH-Sequenz (TR = 30 msec, TE = 1,4 ms, eine Matrix von 256 x 128 und Flipwinkel ~ 30 °). </li></ol> 5. Deflection Messungen Analysieren und zu messen Winkel Auslenkungen aufgenommenen Bilder währendWasserbad Experimente mit verschiedenen EDV-Anwendungen (alle Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) Viewer).

<ol><li>Molyneux, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((International+subarachnoid+aneurysm+trial+%28ISAT%29+of+neurosurgical+clipping+versus+endovascular+coiling+in+2143+patients+with+ruptured+intracranial+aneurysms%3A+a+randomised+comparison+of+effects+on+survival%2C+dependency%2C+seizures%2C+rebleeding%2C+subgroups%2C+and+aneurysm+occlusion%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">International subarachnoid aneurysm trial (ISAT) of neurosurgical clipping versus endovascular coiling in 2143 patients with ruptured intracranial aneurysms: a randomised comparison of effects on survival, dependency, seizures, rebleeding, subgroups, and aneurysm occlusion.</a> Lancet. 366, 809-817 (2005).</li>
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</ol>

Dr. Hetts erhielt gewähren Unterstützung von Stryker Corporation und ist ein bezahlter Berater für Silk Road Medical, Inc.

Hier beschreiben wir die Protokoll für Ablenkung eines Mikrokatheters in einem MR-Scanners. Die wesentlichen Parameter für den Erfolg sind genaue Anwendung der aktuellen und Messung der Ablenkwinkel. Ungenaue Messung der Ablenkwinkel ist die wahrscheinlichste Fehler in diesem Protokoll angetroffen. Die Winkel in MR-Bildern während des Experiments Wasserbad eingefangen ggf. Werte durch geringe Unterschiede in der Orientierung durch die das Medium in Bezug auf die Bohrung des Magneten angeordnet ist, unterscheiden. Um die...

Endovaskuläre Eingriffe in der interventionellen Medizin Verwendung x-ray Führung als Werkzeug für Katheter Navigation durch das Gefäßsystem zu mehreren wichtigen Krankheiten wie Gehirn-Aneurysma, ischämischer Schlaganfall, soliden Tumoren, Arteriosklerose und Herzrhythmusstörungen Targeting über eine Million Patienten pro Jahr weltweit 1 Behandlung durchgeführt - 5. Mit der Verwendung von Kontrastmitteln, wird die Navigation durch das Gefäßsystem durch manuelle Drehung des Katheters und durch den mechanischen Vorschub interventionistischen Hand 6 gelöst. Jedoch wird die Navigation durch kleine gewundene Blutgefäße um viele Biegungen vaskulären zunehmend schwierig, Verlängern der Zeit vor Erreichen des Zielortes. Dies stellt ein Problem für zeitkritische Verfahren wie die Entfernung eines Gerinnsels in einer verstopften Blutgefäßes. Zusätzlich erhöhen das Verfahren verlängert die Strahlendosis und schaffen das Potenzial für Nebenwirkungen 7-11. Allerdings endovaskuläre Eingriffe unter Magneti durchgeführtc-Resonanz-Tomographie kann eine Lösung bieten. Die starke homogenes Magnetfeld eines MRI-Scanners kann Katheterspitze Navigation durch Fernsteuerung 12,13 ausnutzen. Strom, der an einer Mikrowendel bei einer Katheterspitze befindet induziert eine kleine magnetische Moment, das ein Drehmoment erfährt, wie es mit der Bohrung des MRI Scanner 13 (Figur 1) ausgerichtet ist. Wenn elektrischer Strom in einer einzelnen Spule aktiviert ist, kann die Katheterspitze in einer Ebene durch Fernsteuerung abgelenkt werden. Wenn drei Spulen bei einer Katheterspitze erregt sind, können Katheterspitze Auslenkung in drei Dimensionen erreicht werden. Somit weist magnetisch erleichtert Lenken eines Katheters des Potentials, um die Geschwindigkeit und Wirksamkeit der vaskulären Navigation in endovaskuläre Verfahren, die Prozedur zu verkürzen könnte Patienten zu verbessern und zu erhöhen. In dieser Studie untersuchten wir, ob Strom, der an einer Mikrowendel-bestückte endovaskulären Katheter zuverlässig und kontrolliert deflecti produzieren kannons unter MR-Leitlinien Vorprüfung des Katheters Navigation Studien.

<table><tbody><tr><td>GdDTPA Contrast Media (Magnevist)</td><td>Bayer HealthCare Pharmaceuticals Inc.</td><td>1240340</td><td>McKesson Materialnummer</td></tr><tr><td>Positiver Fotolack</td><td>Shipley</td><td>N/A</td><td>PEPR-2400, Ersatz: Dow Chemicals Intervia 3D-P </td></tr><tr><td>Kupfersulfat</td><td>ScienceLab</td><td>SLC3778</td><td>Kristallform</td></tr><tr><td>Schwefelsäure</td><td>ScienceLab</td><td>SLS1573</td><td>50 % Gew.-% Lösung</td></tr><tr><td>Parrafinwachs</td><td>Carolina</td><td>879190</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumcarbonat </td><td>Acros Organics</td><td>424081000</td><td></td></tr></tbody></table>

magnetisch-assisted remote controlled microcatheter tip durchbiegung unter magnetic resonance imaging

Magnetically-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Deflection under Magnetic Resonance Imaging

Röntgendurchleuchtung-geführte endovaskuläre Verfahren haben mehrere erhebliche Beschränkungen, auch schwierige Katheter Navigation und Verwendung von ionisierender Strahlung, die möglicherweise überwunden werden können mit einem magnetisch steuerbaren Katheter unter MR-Steuerung werden. Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, einen Mikrokatheter deren Spitze ferngesteuert werden mit dem Magnetfeld des MR-Scanner zu entwickeln. Dieses Protokoll zielt darauf ab, die Verfahren für die Bestromung der Mikrospule Spitze Mikrokatheter, um konsistente und kontrollierbare Ausschläge erzeugen beschreiben. Ein Mikrospule wurde hergestellt unter Verwendung eines Lasers auf eine Drehmaschine Lithographie Polyimid-bestückte endovaskulären Katheters. In vitro Testung wurde in einem Wasserbad und Gefäß Phantom unter Anleitung eines 1,5-T MR-System mit stationären freier Präzession (SSFP) Sequenzierung durchgeführt. Verschiedene Strommengen wurden den Spulen des Mikrokatheters angewendet mea produzierensureable Spitze Umlenkungen und navigieren Sie in der vaskulären Phantome. Die Entwicklung dieses Gerätes bietet eine Plattform für zukünftige Tests und Gelegenheit zu endovaskulären interventionellen MRI-Umgebung zu revolutionieren.

Aus dem oben beschriebenen Protokoll, eine Abwinkelung zwischen 0 und 90 Grad aus der Anwendung sollte von 50-300 mA Strom gleichzeitig auf beide Spulen eines kombinierten Elektromagnet und Helmholtzspule Mikrokatheter System (2E) geliefert beobachtet werden. Eine Erhöhung der angelegten Strom sollte zu einem Anstieg der Mikrokatheter Ablenkwinkel führen, während eine Umkehr der Strompolarität sollte Auslenkung in entgegengesetzte Richtung führt, wie mit positiven Strom beobachtet (5A-5C).</stro...

Strom, der an einer endovaskulären Mikrokatheter mit Mikrospule Spitze durch Laserschweißen Drehmaschine Lithographie hergestellt werden steuerbaren Verformungen unter Magnetresonanz (MR)-Führung, die Geschwindigkeit und Wirksamkeit der Navigation des Gefäßsystem während verschiedener endovaskulären Verfahren kann verbessert erreichen.

Magnetisch-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Durchbiegung unter Magnetic Resonance Imaging

X-ray fluoroscopy-guided  endovascular procedures have several significant limitations, including  difficult catheter navigation and use of ionizing ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments besteht darin, ein Steuerungssystem zur verbesserten Lenkung von endovaskulären Kathetern in der interventionellen MRT zu entwickeln und zu testen. Dies wird erreicht, indem im zweiten Schritt Mikrokatheter mit winzigen Elektromagneten an ihrer Spitze hergestellt werden. Die Mikrokatheter werden anschließend einem eigens konstruierten Steuerungssystem zur ferngesteuerten Navigation angebracht. Anschließend werden Mikrokatheter gezielt in Wasserbädern abgelenkt und in Phantomen navigiert, die Bedingungen in den Blutgefäßen von Patienten simulieren. Die Ergebnisse von Experimenten mit Wasserbädern zeigen vorhersehbare Ablenkungen der Katheterspitze, abhängig von der Menge und Polarität des elektrischen Stroms, der an die Lenk-Mikrospulen angelegt wird. Eine erfolgreiche Navigation in Gefäßphantomen demonstriert die Steuerfähigkeit des Katheters.Der Hauptvorteil der MRT-gestützten Navigation im Vergleich zur konventionellen röntgenbasierten endovaskulären Katheter-Navigation liegt darin, dass die MRT dem Interventionisten wichtige Informationen wie Perfusion und Diffusion in Echtzeit liefert und somit hilft, die bestmöglichen intraopera

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Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Microiontophoresis bringt Bewegung von Ionen aus einer Mikropipette in Reaktion auf eine Differenz des elektrischen Potentials zwischen den innerhalb und außerhalb der Mikropipette. Biologisch aktive Moleküle sind dabei im Verhältnis zur elektrischen Strom geliefert. Wir illustrieren Acetylcholin microiontophoresis in Verbindung mit Mikromanipulation an Endothel-abhängige Vasodilatation in der Mikrozirkulation zu untersuchen.

Microiontophoresis und Mikromanipulation für Intravital Fluoreszenz-Imaging der Mikrozirkulation

Dieser Bericht liefert eine detaillierte Beschreibung einer neuen Fernbedienung Navigationssystem auf magnetischen Kräften angetrieben, das erst kürzlich als neues Werkzeug für die menschliche Roboter kardiale Elektrophysiologie Verfahren eingeführt wurde.

Remote-Magnetic Navigation für präzise, ​​Echtzeit-Positionierung und Katheter Ablation in Cardiac Elektrophysiologie Procedures

Dieses Papier zeigt eine einzigartige Methodik auf der Fernbetätigung in einem bakteriellen Biofilm und die Entwicklung von speziellen magnetischen Pinzette, um in-situ-Messung der lokalen mechanischen Eigenschaften des Komplexes lebendiges Material durch Mikroorganismen an Grenzflächen gebaut ausgesät magnetischen Partikeln.

Fern Magnetische Betätigung des Mikrometrische Sonden für<em&gt; In situ</em&gt; 3D-Mapping der bakteriellen Biofilm Physikalische Eigenschaften

Diese Studie zeigt die erfolgreiche Etablierung der Magnetresonanzmikroskopie als nicht-invasives Instrument zur Beurteilung von Herzanomalien bei Mäusen, die von Autoimmunmyokarditis betroffen sind.  Die Daten deuten darauf hin, dass die Technik zur Überwachung des Krankheitsverlaufs bei lebenden Tieren eingesetzt werden kann.

Nicht-invasive Beurteilung der Herzfehlbildungen in experimentellen autoimmunen Myokarditis von Magnetic Resonance Imaging Microscopy in der Maus

Strahlenbelastung ist ein unterschätztes Risiko bei komplexen Ablationsverfahren. Hier beschreiben wir ein Protokoll, um die Zeit und Dosierung der Durchleuchtung sowohl für den Patienten als auch für das Laborpersonal durch die Verwendung eines neuartigen nicht-fluoroskopischen Kathetervisualisierungssystems signifikant zu verkürzen.

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Hier wird ein Protokoll zur Herstellung von Eisenoxid-Nanopartikel-Mikroblasen (NSMs) durch Selbstorganisation, synergisierende magnetische, akustische und optische Reaktionsfähigkeit in einer nanotherapeutischen Plattform für magnetische Hyperthermie und photothermische Kombinationskrebstherapie vorgestellt.

Magnetische, akustische und optische dreifach ansprechende Mikroblasen für magnetische Hyperthermie und pothotothermische Kombinationskrebstherapie

Ein Protokoll zur Untersuchung von biologischem Gewebe in hoher räumlicher Auflösung mittels ultrahochfeld-Magnetresonanzmikroskopie (MRM) mit Mikrospulen wird vorgestellt. Für die Charakterisierung der Mikrospulen werden Schritt-für-Schritt-Anleitungen bereitgestellt. Schließlich wird die Optimierung der Bildgebung an Pflanzenwurzeln demonstriert.

MRM Microcoil Performance Calibration and Usage demonstriert auf Medicago-Truncatula-Wurzeln bei 22 T

Das hier vorgestellte Protokoll demonstriert die Stereotaxie des Schweinegehirns unter Verwendung von konvektionsverstärkten Infusionen mit Echtzeit-Magnetresonanztomographie (MRT) und Echtzeit-Visualisierung der Infusionsverteilung.

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Verwendung eines fußinduzierten digital gesteuerten Widerstandsgeräts zur funktionellen Magnetresonanztomographie-Auswertung bei Patienten mit Fußparese

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Erfahren Sie die Entwicklung eines Steuerungssystems für die verbesserte Steuerung endovaskulärer Mikrokatheter mit Elektromagneten unter MRT-Führung. Diese Methode ermöglicht präzise Navigation in simulierten Gefäßen.

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