Las reconstrucciones anatómicas del sistema venoso cardíaco humana usando tomografía computarizada con contraste de las muestras de perfusión fijos

El objetivo general de este procedimiento es generar modelos tridimensionales del sistema venoso cardíaco humano para el desarrollo de una base de datos anatómica que pueda utilizarse en el diseño de dispositivos cardíacos empleados dentro de estos vasos. Esto se logra primero preparando la muestra de corazón humano fijándola en su estado de diástole final y canulando el seno coronario con un catéter balón venograma. En el segundo paso, se obtienen imágenes de tomografía computarizada con contraste del sistema venoso cardíaco durante el paso final.

Se generan modelos 3D a partir de las tomografías computarizadas, de las cuales se pueden obtener diversas mediciones anatómicas. Una de las principales ventajas de nuestra técnica frente a otros métodos, como la evaluación in vivo de la anatomía venosa cardíaca, es que no expone al paciente a agentes de contraste ni a radiación. Tuvimos la idea original de este método cuando estábamos realizando inicialmente el mapeo del sistema venoso cardíaco de estos corazones fijados por perfusión, utilizando un microescriba sobre la superficie epicárdica.

Sin embargo, este método tenía algunas limitaciones. Estaba limitado por la cantidad de tejido adiposo, así como por el hecho de que generaba modelos bidimensionales. El uso de TAC con contraste para la generación de modelos supera estas limitaciones tan pronto como se obtienen.

Fije por perfusión los corazones humanos recién aislados en su estado de diástole final en formaldehído tamponado al 10 %. Luego, el día anterior a la exploración, enjuague los corazones con agua para eliminar la mayor parte del formaldehído antes de dirigirse al escáner. Utilice un catéter balón para venografía para canular la vena del seno coronario dentro de cada corazón a través de la vena cava inferior.

Bajo visualización directa. Una vez colocado, infle el balón del catéter venográfico para anclar el catéter en el seno coronario. Ahora, coloque cada corazón dentro de un recipiente polimérico hermético encima de una esponja diseñada para sostener el corazón en su posición anatómica correcta según la actitud.

Comience colocando el corazón sobre la camilla del escáner de TC como si un paciente estuviera acostado en posición supina y con la cabeza hacia delante sobre el escáner. A continuación, conecte el extremo proximal del catéter venográfico a un inyector que contiene dos jeringas de inyección: una para el contraste y otra para la solución salina.

Ahora inyecte automáticamente 40 mililitros de contraste en el sistema venoso cardíaco a cinco mililitros por segundo. Ocho segundos después de iniciada la inyección de contraste, realice una tomografía computarizada del corazón configurada a una resolución de 512 por 512 píxeles con un grosor de corte de 0,6 milímetros. A continuación, elimine el contraste inyectando automáticamente 40 mililitros más de suero salino en el sistema venoso cardíaco.

A cinco mililitros por segundo, exporte las imágenes CT DICOM a un disco duro externo. Ahora cargue las imágenes CT DICOM en el software Mimics y genere una máscara para las imágenes CT que contenga únicamente píxeles con altas unidades Hounsfield. Para resaltar únicamente el contraste presente en el corazón, elimine cualquier contraste que haya filtrado hacia las cámaras o se haya difundido hacia el tejido, de modo que la máscara contenga únicamente el contraste dentro de las venas cardíacas principales.

Luego, rellene manualmente los bolsillos de aire dentro de un marco venoso determinado cuadro por cuadro, y genere un objeto 3D a partir de la máscara resultante. A continuación, suavice y envuelva la máscara para eliminar cualquier geometría irregular, y luego genere líneas centrales para cada modelo 3D creado. Con el fin de minimizar la variabilidad del usuario en la generación de los modelos 3D, es importante que el usuario siga cuidadosamente el protocolo detallado y que tenga un observador que verifique el modelo antes de generar las líneas centrales.

Finalmente, utilice las líneas centrales para medir el ángulo de ramificación del arco, la tortuosidad y los diámetros de cada vaso principal en cada corazón. En esta tabla se presentan los parámetros anatómicos medianos de las venas cardíacas principales para 42 especímenes de corazones humanos. Todos los especímenes cardíacos contenían una vena cardíaca media y una vena interventricular anterior.

Algunos especímenes contenían más de una vena inferior, vena lateral inferior, vena lateral y/o vena anterolateral. Aunque otros corazones podrían no haber tenido una o dos de estas venas específicas presentes en esta película, se puede observar un modelo 3D representativo girando en el espacio. Siguiendo este procedimiento, una de las ventajas es que se puede utilizar la visualización con videoscopios dentro de las venas cardíacas para evaluar la anatomía, validar los modelos de TC y también determinar la ubicación de diversas estructuras, como las venas cardíacas, que no se pueden ver en la TC tras su desarrollo.

Esta técnica permite a los investigadores en el campo de la ingeniería biomédica explorar el sistema venoso cardíaco y el desarrollo de dispositivos cardíacos que utilizan estos vasos. En última instancia, la modelización y la cartografía del sistema venoso cardíaco humano proporcionarán nuevas perspectivas sobre la anatomía relevante para realizar diversos procedimientos clínicos.