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

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist die Entwicklung und Erprobung eines Steuerungssystems zur verbesserten Steuerung von endovaskulären Kathetern in der interventionellen MRT. Dies wird erreicht, indem in einem zweiten Schritt Mikrokatheter mit winzigen Elektromagneten an ihren Spitzen hergestellt werden. Die Mikrokatheter sind an ein speziell angefertigtes Steuerungssystem für die ferngesteuerte Navigation angeschlossen.

Als nächstes werden Mikrokatheter in Wasserbädern kontrolliert abgelenkt und in Phantomen navigiert, die Zustände in den Blutgefäßen von Patienten simulieren. Die Ergebnisse von Wasserbadexperimenten zeigen vorhersagbare Auslenkungen der Katheterspitzen, die auf der Menge und Polarität des elektrischen Stroms basieren, der an die Lenkmikrospulen angelegt wird. Die erfolgreiche Navigation in Schiffsphantomen demonstriert die Fähigkeit zur Kathetersteuerung.

Der Hauptvorteil der MRT-gesteuerten Navigation im Vergleich zur herkömmlichen endovaskulären Röntgenkatheternavigation besteht darin, dass die MRT dem Interventionisten wichtige Informationen wie Perfusions- und Diffusionsinformationen in Echtzeit ermöglicht und so hilft, die bestmöglichen intraprozeduralen Entscheidungen zu treffen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der interventionellen MRT zu beantworten, z. B. ob die Möglichkeit, die Katheterspitze aus der Ferne zu steuern, die Wirksamkeit der derzeitigen interventionellen MRT-Verfahren verbessern kann. Mögliche Anwendungen sind die endovaskuläre Behandlung von Schlaganfällen, Tumoren und Herzrhythmusstörungen.

Im Allgemeinen werden Personen, die mit dieser Methode noch nicht vertraut sind, Schwierigkeiten haben, da es sich um einen sehr einzigartigen Ansatz für die interventionelle Beratung handelt. Um mit der Herstellung von Mikrospulen zu beginnen, besorgen Sie sich einen kommerziell erhältlichen Mikrokatheter für ein Substrat. Stellen Sie sicher, dass die Katheter keine Ferris-Komponenten haben, die als Magnetresonanz oder mr.Safe gelten

und eine Größe von 2,3 bis 3,0 haben. Verwenden Sie ein Sputtersystem, um eine Keimschicht aus Kupfer auf ein Isolierrohr aus Polyamid oder Illumina mit einem Außendurchmesser von ein bis zwei Millimetern aufzutragen. Das Auftragen des Fotolacks und das Strukturieren des Kupfers, wie im Textprotokoll beschrieben, ermöglicht die Herstellung von Kupfermustern sowohl für Solenoid als auch für Helm Holt.

Befolgen Sie weiterhin die Montageanleitung im Textprotokoll, um den Isolierschlauch mit Schrumpffolie an die Spitze des Mikrokatheters aufzusetzen und den Kupferdraht einzuführen. Nach dem Anschließen der Mikrospulendrähte an eine modifizierte drei Fuß lange Telefonbuchsen-Übertragungsleitung ist die Mikrospulenherstellung für die In-vitro-Prüfung der Mikrospule in einem Wasserbad abgeschlossen. Machen Sie zuerst ein kleines Loch in der Mitte der Seite eines Kunststoffbeckens, das etwa fünf Zentimeter vom Boden entfernt ist.

Führen Sie eine Gefäßscheide aus 11 französischen Avanti Cordes durch das Loch ein. Schneiden Sie die distale Spitze der Gefäßscheide ab und lassen Sie ein vier Zentimeter langes Stück in das Becken hineinragen. Befestigen Sie am Ende der Schleuse ein rotierendes hämostatisches Ventil oder zwei EORs, um die Position des Mikrokatheters zu stabilisieren.

Füllen Sie das Becken mit destilliertem Wasser, um ein vollständiges Eintauchen des Geräts zu gewährleisten. Führen Sie den Katheter mit der spiralförmigen Spitze durch die Gefäßschleuse und das Ventil ein. Messen und protokollieren Sie die uneingeschränkte Länge des Mikrokatheters, der sich vom Ventil in das Wasserbad erstreckt.

Platzieren Sie das Wasserbad mit Mikrokathetersystem in den Magneten des MR-Scanners und richten Sie es in Bezug auf die Bohrung des Magneten aus. Verbinden Sie das modifizierte drei Fuß lange Telefonkabel, das an den Katheter angeschlossen ist, über eine Zwei-Wege-Telefonbuchse mit einer 25 Fuß langen RJ 11-Telefonkabel-Übertragungsleitung. Verlegen Sie anschließend die Übertragungsleitungen durch einen Wellenleiter.

Verbinden Sie nun das andere Ende des 25-Fuß-Telefonkabels mit einer doppelt geregelten Stromversorgung, um das Gerät mit bis zu einem Ampere Strom zu versorgen, und platzieren Sie dann die Stromquelle außerhalb des MRT-Scanners. Außerhalb der Fünf-Gauß-Linie. Führen Sie die Bildgebung mit einem klinischen 1,5-Tesla-MRT-System durch.

Legen Sie weniger als 50 Milliampere Strom an, um die Position der Katheterspitze im MRT zu visualisieren. An der Katheterspitze wird ein kleines magnetisches Moment erzeugt, um ein bestimmtes Artefakt zu visualisieren, eine unterschiedliche Form, je nachdem, welche Spulen unter Spannung stehen. Wenden Sie variable Strommengen im Bereich von plus oder minus 100 Milliampere von der Lambda-Dual-Stromquelle an die Spulen an und beobachten Sie die Auslenkung der Spitze im Wasserbad-Setup, da die Auslenkung der Spitze fast augenblicklich ist, muss der Strom nur etwa ein bis zwei Sekunden lang angelegt werden.

Um die maximale Auslenkung zu visualisieren, wiederholen und aufzeichnen Sie aufeinanderfolgende Anwendungen der eingestellten Strommengen, um MR zu erfassen. Anhand einer 2D-Schnappschuss-Flash-Sequenz, die im Text zu finden ist. Analysieren und messen Sie als letzten Schritt die Winkelablenkung von Bildern, die mit verschiedenen Computeranwendungen für die In-vitro-Prüfung der Mikrospule in einem Gefäßphantomkonstrukt aufgenommen wurden, einem hohlen Gefäßphantom mit einer Y-förmigen Schnittmenge aus einem Gummischlauch. Vor dem Versuch ist das Gefäßphantom mit einer 0,0102 molaren Lösung des Gadolinium-Kontrastmittels in destilliertem Wasser zu füllen.

Um einen Kontrast zwischen den Phantomgefäßen und dem Hintergrund zu schaffen, bauen Sie das Mikrokathetersystem zusammen. Schließen Sie den Katheter an die Stromversorgung an und positionieren Sie ihn, wie weiter oben im Video gezeigt. Positionieren Sie die Spitze des Mikrokatheters an der Basis der Gefäßöffnung.

Platzieren Sie das Phantom im Magneten des MRT-Scanners und richten Sie es in Bezug auf die Bohrung des Magneten aus. Verwenden Sie das gleiche MRT-Verfahren wie für das Wasserbad, außer dass Sie gleichzeitig das Nabenende des Katheters mit der Hand drücken, um einen mechanischen Vorschub durch das Gefäßphantom an der Gefäßverzweigungsstelle zu ermöglichen. Wenden Sie eine ausreichende Menge Strom an, um die Katheterspitze erfolgreich in das gewünschte Gefäß umzulenken.

Schieben Sie die Katheterspitze in dieses Gefäß, indem Sie das Katheterende manuell drücken. Ziehen Sie die Katheterspitze in die Gefäßgabelung zurück und wiederholen Sie den Vorgang im gegenüberliegenden Ast. Ein Ablenkungswinkel zwischen null und 90 Grad sollte beobachtet werden, wenn 50 bis 300 Milliampere Strom gleichzeitig an beide Spulen eines kombinierten Magnet- und Steuerlochspulen-Mikrokathetersystems abgegeben werden.

Die Auslenkung der Katheterspitze ist hier bei Stromanwendung zu beobachten. Ein blühendes Artefakt aus der unter Spannung stehenden Spule ist deutlich zu erkennen. Eine Erhöhung des angelegten Stroms sollte zu einer Erhöhung des Mikrokatheter-Ablenkwinkels führen, während eine Umkehrung der Strompolarität zu einer Ablenkung in genau die entgegengesetzte Richtung führen sollte, wie sie bei positivem Strom beobachtet wird.

Dieses Video zeigt, dass die anteriore posteriore Katheterablenkung bei Wasserbadanwendungen von 50 Milliampere und 100 Milliampere Strom zu konsistenten Auslenkungen von 10 Grad bzw. 14,5 Grad führte. Positiver Strom führt zu einer Auslenkung der Spitze in der vorderen Ebene und negativer Strom führt zu einer Ablenkung in der hinteren Ebene. Hier ist eine Rechts-Links-Katheterablenkung in einem Wasserbad gezeigt, die bei Anwendungen von 50 Milliampere und 100 Milliampere Strom zu konsistenten Auslenkungen von 11,5 Grad bzw. 17 Grad führte.

Positiver Strom führt zu einer Auslenkung der Spitze in der rechten Ebene und negativer Strom führt zu einer Auslenkung in der linken Ebene, wie hier gezeigt. Die Katheterablenkung und -lenkung kann über ein Gefäß gesteuert werden. An die gewickelte Katheterspitze wird ein Phantomstrom angelegt, der ein Blooming der Visualisierung erzeugt.

Der Katheter wird mechanisch vorgeschoben und mit Strom versorgt, um eine Ablenkung in den unteren Gefäßast zu bewirken. Der Katheter wird dann durch umgekehrte Polarität zurückgezogen. Der Katheter wird abgelenkt und in den oberen Gefäßast vorgeschoben; hier ist die Katheterablenkung in einem Bifurkationsphantom dargestellt.

Der an den Katheter angelegte Strom ermöglicht ein erfolgreiches Zielen und Vorschieben in den linken Gefäßast des Phantoms. Anschließend wird der Katheter bis zum Verzweigungspunkt zurückgezogen und in den rechten Gefäßast geleitet. Nach diesem Verfahren kann die Katheterablenkung in komplexeren Gefäßphantomen unter MRT-Kontrolle durchgeführt werden, um die Navigierbarkeit des Kathetersystems nach seiner Entwicklung weiter zu untersuchen.

Diese Technik ebnete Forschern auf dem Gebiet der neurointerventionellen Radiologie und der interventionellen Radiologie den Weg, die interventionelle MRT als therapeutische Modalität zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie vorhersehbare Auslenkungen der Katheterspitzen mit diesem Kathetersystem mit Mikrospulenspitze erzeugt werden. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit einer Laserklinge äußerst gefährlich sein kann und dass jederzeit die richtige Schutzausrüstung getragen werden sollte.