Reduzierung der Strahlenbelastung bei der endovaskulären Behandlung der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit durch Kombination von faseroptischer RealShape-Technologie und intravaskulärem Ultraschall

In dem vorgestellten Fall und Protokoll haben wir die Machbarkeit und Wirksamkeit der Kombination von Fiber Optic RealShape (FORS-Technologie) und intravaskulärem Ultraschall (IVUS) beschrieben, um die Exposition des Bedieners während der endovaskulären Behandlung der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit (pAVK) zu reduzieren. In den letzten Jahrzehnten gab es eine große Verschiebung von der offenen zur endovaskulären Behandlung der pAVK. Während der endovaskulären Behandlung erfolgt die Bildführung und Navigation herkömmlicherweise durch zweidimensionale Durchleuchtung und digitale Subtraktionsangiographie oder DSA.

Die Durchleuchtung weist einige wichtige Einschränkungen auf. Die aufgenommenen Bilder werden in zwei Dimensionen anstelle von 3D und in Graustufen wiedergegeben, und es erfordert eine langfristige Strahlenbelastung mit dem Risiko von Gesundheitsproblemen. Um das Ergebnis einer endovaskulären Revaskularisation, z.B. nach einer einfachen Ballonangioplastie, zu beurteilen, werden ein oder zwei DSAs mit nephrotoxischem Kontrastmittel hergestellt, um die dynamische Verbesserung des Blutflusses abzuschätzen.

Damit ist Augapfel erforderlich, um die Erhöhung des Blutflusses zu beurteilen, und diese Technik hat auch die Einschränkungen in Bezug auf die Beurteilung des Gefäßlumendurchmessers, der Plaquemorphologie und des Vorhandenseins einer flussbegrenzenden Dissektion nach endovaskulärer Revaskularisation. Um diese Probleme zu überwinden, wurden neue Bildgebungstechnologien entwickelt, um die Gerätenavigation und die Hämodynamik nach der Behandlung zu verbessern und die Strahlenbelastung sowie die Verwendung von Kontrastmitteln zu reduzieren. FORS kombiniert die Bildfusion mit speziell entwickelten endovaskulären Geräten mit eingebetteten optischen Fasern, die Laserlicht anstelle von Fluoroskopie für eine dreidimensionale Visualisierung von Führungsdrähten und Kathetern verwenden.

Durch das Senden von Laserlicht und die Analyse von Änderungen des zurückkehrenden Lichtspektrums, die durch Verdrehen und Biegen der optischen Fasern verursacht werden, kann das System eine 3D-Rekonstruktion des Geräts über die gesamte Länge der eingebetteten optischen Fasern erstellen. IVUS ist in der Lage, die Behälterabmessungen optimal zu beurteilen. Wir stellen schrittweise die Methode zur Kombination von FORS und IVUS vor, um das Potenzial der Verschmelzung beider Techniken im Hinblick auf die Verringerung der Strahlenexposition, die Verbesserung der Navigationsaufgaben und den Behandlungserfolg bei endovaskulären Eingriffen zur Behandlung der peripheren arteriellen Verschlusskrankheit aufzuzeigen.

In diesem Fall stellen wir einen 65-jährigen Mann mit Bluthochdruck, Hypercholesterinämie und koronarer Herzkrankheit vor. In der Vergangenheit wurde der Patient bei einem Bauchaortenaneurysma und einem Aneurysma der rechten Arteria iliaca communis durch endovaskuläre Aneurysma-Reparatur in Kombination mit der rechtsseitigen Beckenverzweigung behandelt. Jahre später wurde eine akute Ischämie der unteren Extremität, die durch einen Verschluss der EVAR-Extremität des linken Beckens verursacht wurde, durch Embolektomie behandelt und das Endotransplantat in der Arteria iliaca externa auf der linken Seite verlängert, um ein Aneurysma der Arteria iliaca communis zu beseitigen.

Während der Nachbeobachtung zeigte der routinemäßige Duplex-Ultraschall eine Signifikanzstenose im linken Beckenextremismus, die ebenfalls durch einen CTA bestätigt wurde. Um ein Wiederauftreten des Extremitätenverschlusses zu verhindern, wurde eine perkutane transluminale Angioplastie oder PTA geplant. Sie können den CT-Scan und die interkranielle Kardenreihenfolge sehen, die Transferebenen, die die Unternehmensläsion und die Stenose über 50% im linken Beckenbein zeigen.

Das Protokoll und das Verfahren sind in mehrere Schritte unterteilt, die erste Gefäßsegmentierung. Zweitens die Volumenregistrierung, gefolgt von der FORS-Formregistrierung. Danach endovaskuläre Navigation zur Aorta.

Dann Prä-PTA-IVUS-Durchmessermessungen, gefolgt von der eigentlichen Behandlung, einer PTA der Stenose. Anschließend IVUS-Durchmessermessungen nach der PTA und zuletzt Druckmessungen. Für die Segmentierung von Schiffen muss der CTA in die FORS-Segmentierungssoftware hochgeladen werden, um eine Roadmap für die Navigation zu erstellen, indem die Aorta und beide Beckenarterien segmentiert werden.

Dies kann durch Bewegen des Cursors über die arteriellen Strukturen erfolgen. Die Arterien werden blau hervorgehoben und können durch Anklicken ausgewählt werden. Stellen Sie sicher, dass in diesem Schritt nur die arteriellen Strukturen ausgewählt werden, die Sie interessieren.

In diesem Fall wählen wir die Bauchaorta und beide Arteria iliaca communis in Kombination mit der Arteria iliaca links externa aus. Anschließend können segmentierte Strukturen durch Drehen der segmentierten Gefäße visuell inspiziert werden. Dann muss die Volumenregistrierung durchgeführt werden.

In diesem Fall verwenden wir eine sogenannte 2D-, 3D-Volumenregistrierung, um die präoperative und intraoperative Position des Patienten auszurichten. Dazu müssen zwei intraoperative Durchleuchtungsbilder aufgenommen werden, die sich auf das interessierende Gebiet konzentrieren, in diesem Fall das zuvor implantierte Endo-Transplantat und das Beckenschlaff. Der C-Bogen muss in zwei verschiedenen Positionen positioniert werden, eine mit 45 linken vorderen schrägen Winkeln und eine mit 45 rechten vorderen schrägen Winkeln, die erfasst und in die Software kopiert werden.

Das sichtbare bereits vorhandene Stentgraft in den Durchleuchtungsbildern wird verwendet, um das segmentierte Gefäßvolumen in die Echtzeit-Bildgebung einzubinden. Zuerst wird das Volumen an die richtige Stelle übersetzt, wobei die Konturen des Stents auf den Durchleuchtungsbildern überlagert werden. Bestimmen Sie das richtige Fenster, so dass nur die hohen Hausfeldwerte des präoperativen CTA einbezogen werden, um nur das Stentgraft zu visualisieren.

Anschließend wird das Rotationszentrum in Richtung der Mitte des Stenttransplantats verschoben, um eine Rotation des Stenttransplantats um sein Zentrum zu ermöglichen. Nun wird das Stenttransplantat gedreht, um die präoperativen und intraoperativen Konturen des Stentgrafts auszurichten, um die Volumenregistrierung abzuschließen. Dies wird durch die Anpassung des Fensters an die Ausrichtung der Körperstrukturen bestätigt.

Jetzt muss die FORS-Formregistrierung durchgeführt werden. Die FORS-Geräte sind im Operationssaal registriert, um die Verwendung ohne Durchleuchtung zu ermöglichen. Die FORS-Geräte werden im Eingriffsbereich positioniert und anschließend zwei Durchleuchtungsbilder mit einem Winkelunterschied von mindestens 30 Grad aufgenommen.

Wählen Sie die erfassten Winkel in der FORS-Software aus und drehen Sie einen C-Bogen in die gewünschte Position. Kopieren Sie das Bild, indem Sie auf das Symbol oder Symbol klicken, das zwei Dokumente darstellt. Jetzt projiziert die FORS-Technologie automatisch den Führungsdraht in Gelb und den Katheter in Blau über die aufgenommenen thorakoskopischen Bilder, und die FORS-Technologie kann autonom verwendet werden.

Im nächsten Schritt wird die FORS-Technologie zum Passieren der Läsion verwendet. Die registrierte CTA-Segmentierung wird während der Navigation als Roadmap verwendet. Der schwarze Hintergrund zeigt an, dass kein Durchleuchtungsbild aufgenommen wurde, sodass die einzige Ausrichtung durch die registrierte Überlagerung erzeugt wird.

Sie können sehen, dass die Beckenstenose einen Widerstand gegen den Führungsdraht erzeugt. Anschließend wird der Kraftführungsdraht an der stenotischen Läsion vorbei bis zur Bauchaorta navigiert. Dann wird der Katheter an der stenotischen Läsion vorbei eingeführt, um den Zugang zur Aorta zu erhalten.

Während der Navigation wird keine Durchleuchtung verwendet. Der Kraftführungsdraht wird gegen einen 0,014-Arbeitspferd-Führungsdraht ausgetauscht. Da dieser Arbeitspferd-Führungsdraht vom FORS-System nicht unterstützt wird, wird die Durchleuchtung verwendet, um die Position der Drähte zu ermitteln.

Anschließend wird der FORS-fähige Katheter entnommen und gegen den IVUS-Katheter ausgetauscht. Der IVUS-Katheter wird in Richtung der Aortenbifurkation eingeführt. Hier sehen Sie die IVUS-Bilder, die während eines Rückzugs des IVUS-Katheters von der Aortenbifurkation in Richtung der Arteria iliaca communis aufgenommen wurden.

Lumendurchmesser und Querschnittsflächen werden auf der Ebene der Täterläsion gemessen. Anschließend wird der Führungsdraht gegen einen Standardführungsdraht ausgetauscht, um einen PTA-Ballon zu führen. Um eine vollständige Läsion zu behandeln, wird ein acht Millimeter PTA-Ballon an einer stenotischen Läsion positioniert und ein durchleuchtungsgesteuertes Ballonaufblasen durchgeführt.

Danach wird die Position angepasst und der Ballon zum zweiten Mal aufgeblasen. Jedes Aufblasen wird zwei Minuten lang durchgeführt. Der Aufblasvorgang ist durch die Kontrastverstärkung des Ballons sichtbar.

Die intraluminalen Durchmesser nach PTA werden quantifiziert, indem der IVUS-Katheter von der Aortenbifurkation in Richtung der Arteria iliaca communis zurückgezogen wird. Um die Zunahme des Lumendurchmessers zu validieren, können Post-PTA-Druckmessungen durchgeführt werden. Nach der Quantifizierung wird der IVUS-Katheter wieder auf den FORS-Katheter umgeschaltet und der FORS-Katheter proximal zur behandelten stenotischen Läsion positioniert.

Der Druck kann gemessen werden, und der Katheter kann distal zur stenotischen Läsion zurückgezogen werden, und wieder kann der Blutdruck gemessen werden. Anstatt ein digitales 2D-Subtraktionsangiogramm oder DSA mit Kontrast zu erstellen, wird der Effekt von PTA in diesem Fall mit IVUS quantifiziert. Lumendurchmesser, erhöht von 4,8 Millimeter vor PTA auf 7,0 Millimeter nach PTA.

Und die Querschnittsluminarienfläche erhöhte sich von etwa 28 Quadratmillimetern vor PTA auf 44 Quadratmeter nach BTA. Kein signifikanter Abfall des kranialen Blutdrucks gemäß der stenotischen Läsion nach der Behandlung deutet darauf hin, dass PTA erfolgreich ist. Während dieses Verfahrens betrug die Gesamtdurchleuchtungszeit eine Minute und 53 Sekunden mit einem Gesamtluft-Kerma von etwa 28 mGy und einem Dosisflächenprodukt von etwa acht Grad pro Quadratzentimeter.

Hier werden die Unterschiede in der Strahlenbelastung auf den verschiedenen Schritten des Protokolls nebeneinander gestellt, um die Unterschiede zu verstärken. Die Gefäßsegmentierung, die in der vorgestellten Therapie durchgeführt wird, um eine Roadmap zu erstellen, erfordert keine zusätzliche Bestrahlung und dieser Schritt ist in der konventionellen Therapie nicht vorhanden. Sowohl die Volumenregistrierung als auch die Kraftformregistrierung erfordern zwei Einzelbelichtungsaufnahmen, die extra sind, da diese Schritte in der konventionellen Therapie nicht dargestellt werden.

Die intervaskuläre Navigationsphase erfordert keine Bestrahlung mit FORS, da die segmentierten Schiffsstrukturen als Straßenkarte für die Navigation verwendet werden. Diese Phase erfordert normalerweise eine kontinuierliche Durchleuchtungsexposition, und die Strahlenbelastung steigt schnell an, falls die Navigation oder Rekanalisation schwer zu bewerkstelligen ist. Darüber hinaus erfordert der Austausch von Führungsdrähten eine Durchleuchtung, da nur der FORS-Führungsdraht strahlungsfrei sichtbar gemacht werden kann.

Die Quantifizierung der stenotischen Läsion in der vorgestellten Therapie erfolgt mit IVUS, die ohne Bestrahlung oder nephrotoxisches Kontrastmittel auskommt. Im Gegensatz zu herkömmlichem DSA werden sowohl Strahlung als auch nephrotoxischer Kontrast benötigt. Und schließlich ist für die Druckmessungen mit dem FORS-Katheter keine Bestrahlung erforderlich, sondern mit dem herkömmlichen Katheter ist eine Durchleuchtung erforderlich.

In diesem Fall beschreiben wir die erfolgreiche Behandlung einer stenotischen Läsion bei peripherer arterieller Verschlusskrankheit, bei der die Kombination von Bildfusion, FORS und IVUS-Technologie zu einer minimalen Strahlenbelastung und ohne Kontrastmitteleinsatz führte. In einer Zeit zunehmender endovaskulärer Eingriffe und der damit verbundenen erhöhten kumulativen Strahlenbelastung sowohl für Patienten als auch für Behandlungsteams zeigt der Höhepunkt dieser Technologien eine sichere Wende hin zu der Möglichkeit, die Strahlenbelastung und den Kontrastmitteleinsatz bei diesen Eingriffen zu minimieren oder sogar zu eliminieren. Darüber hinaus bietet die Verwendung von IVUS zur Quantifizierung stenotischer Läsionen und des direkten Behandlungseffekts ein objektiveres Ergebnismaß im Vergleich zur Beurteilung des Kontrastflusses durch den Chirurgen während einer DSA.

Zukünftige Forschung muss mehr Patienten mit komplexeren Läsionen einbeziehen, um die Auswirkungen auf die Strahlenexposition zu demonstrieren und die Verwendung zu gestehen und zu zeigen, ob die Verschmelzung beider Techniken in einem Gerät Potenzial hat.