2013년 4월 8일
이 문서의 마음을 실패하고 왼쪽 심실 벽 스트레스와 기능에 미치는 영향을 정량화의 새로운 히드로 겔을 주입을위한 절차를 설명합니다. 이 절차가 성공적으로 개와 인간에 적용되었습니다.
다음 실험의 전반적인 목표는 환자별 수학적 모델을 사용하여 알긴산 하이드로겔 조류 세포 LVR을 사용하여 주사 요법 후 근섬유 스트레스에 미치는 영향을 정량화하는 것이며, 이는 먼저 하이드로겔 주입을 위한 정점과 기저 사이의 중간에 있는 좌심실 자유벽을 식별함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계로, 0.3cc의 하이드로겔을 심실 중간층을 따라 10-19개 부위에 중단 없이 한 번에 천천히 주입합니다. 이것은 좌심실 자유벽을 두껍게 만듭니다.
다음으로, 주사 전후의 MRI 이미지를 사용하여 좌심실의 환자 맞춤형 수학적 모델을 구성합니다. 하이드로겔 주입 요법이 근섬유 스트레스에 미치는 영향을 정량화하기 위해, 결과는 Alger CIL LVR 하이드로겔을 첨가함으로써 시간이 지남에 따라 심실 근섬유 스트레스가 감소한다는 것을 보여줍니다. 심실 벽 응력을 추정하기 위한 라플라스의 법칙과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 좌심실 벽의 섬유 구조를 고려하고 국소 근섬유 방향의 스트레스 성분을 예측할 수 있다는 것입니다.
이 절차를 시연하는 것은 이곳 외과의 박사후 연구원인 Dr.Swan Lee가 맡을 것입니다. 이 절차를 시작하려면 표준 흉골 절개술을 통해 심장에 접근하십시오. 시술 중에는 심장이 계속 박동해야 하며 심폐 우회술이 필요하지 않습니다.
심장에 대한 접근이 생성되면 심장의 정점과 기저부 사이의 중간에 있는 중간 심실 수준에서 좌심실의 자유 벽을 확인합니다. 다음으로, 알진 하이드로겔의 심근 내 주사 위치를 표시합니다. 수술용 마커를 사용하여 1cm 떨어진 단일 선을 따라 최대 10-19개의 표시를 만들고, 중간홈에서 시작하여 후중격 홈에서 끝납니다.사용 직전 중간 심실 수준에서 6%만니톨 부피당 2%중량의 알긴산나트륨의 멸균 용액을 불용성 입자로 현탁되는 멸균 알긴산 칼슘과 결합하여 조류 세포 LVR을 함께 혼합합니다.
또한 4.6%의 만니톨에서는 두 주사기 사이에 용액을 앞뒤로 5회 통과시켜 대체 하이드로겔을 혼합합니다. 하이드로겔이 완전히 혼합되면 주사기 끝의 각도를 맞춥니다. 겔의 초기 혼합 후 2분 후에 심근 내 공간에 혼합물을 더 쉽게 주입할 수 있도록 바늘을 45도 각도로 삽입하고 혼합물 0.3cc를 초당 0.1cc의 속도로 주입합니다.
바늘이 막히면 언제든지 바늘을 제거하고 교체하십시오. 이전에 매핑된 좌심실 벽의 각 위치에 혼합물을 계속 주입합니다. 각 주사기에는 4-5개의 임플란트 부위에서 사용할 수 있는 충분한 하이드로겔 용액이 포함되어 있습니다.
좌심실의 크기에 따라 최대 5개의 하이드로겔 제제가 필요할 수 있습니다. 분석을 위한 좌심실의 디지털화를 시작하려면 먼저 무료로 제공되는 소프트웨어인 nevus lab 및 contour segmentation object library를 사용하여 좌심실 이미지가 포함된 단축 및 장축 MRI를 얻습니다. 좌심실의 심내막 표면과 심외막 표면을 디지털화하고, 좌심실을 포함하는 MRI의 단축 및 장축 보기에서 발견되는 심내막 및 심외 경계의 윤곽을 그립니다.
그런 다음 심외막과 심내막의 점이 3D 공간에서 자동으로 생성됩니다. 그런 다음 인서트 가져오기라는 기능을 사용하여 3D 포인트를 빠른 형식이라는 상용 소프트웨어로 가져옵니다. 마지막으로 표면을 초기 그래픽으로 출력하고 사양 또는 iiss 표면을 교환합니다.
이 프로세스의 다음 단계는 좌심실의 유한 요소 메쉬를 생성하기 위해 IIS 표면을 트루 그리드(true grid)라는 상용 소프트웨어로 가져오는 것입니다. 트루 그리드 소프트웨어를 사용하여 심내막과 심외막 표면 사이의 공간을 8개의 노드 트라이 선형 벽돌 요소로 채웁니다. 일반적으로 벽을 통과하는 세 개의 요소가 있는 약 3000개의 요소를 포함하는 메쉬입니다.
두께는 ls와 함께 유한 요소 방법을 사용하여 좌심실 응력을 정량화하기 위해 좌심실을 모델링하기에 충분하며, Dyna는 Truegrid에서 K 파일로 입력 데크를 더 가깝고 사내로 가져옵니다. 요청 시 사용할 수 있는 소프트웨어는 각 원소에서 규정된 근섬유 방향을 벡터로 자동 할당합니다. 다음으로, 경계 조건을 작성하고 심근 재료 모델을 TrueGrid에서 가져온 요소에 할당합니다.
먼저, Sina에서 SPC라는 키워드를 사용하여 좌심실 기저부에 결절 변위를 가합니다. 심외막 기저 고리의 노드는 고정되어 있고 LV 기저부의 나머지 노드는 기저 평면에서만 이동하도록 제한됩니다. 다음으로, 재료 동일성을 가진 키워드 mat를 사용하여 모든 요소에 구성 법칙 또는 응력 열차 관계를 할당합니다.
1 28 in Elaina는 원소 표면의 세그먼트 밑줄을 사용하여 키워드 load를 경계 조건으로 압력을 가합니다. 심내막 표면을 정의합니다. 또한 이완기의 끝을 시뮬레이션하기 위해 키워드 define underscore curve를 사용하여 압력 시간 부하 곡선을 정의합니다.
시간이 지남에 따라 급격히 증가하는 압력을 20mm의 규정된 말단 이완기 압력으로 규정합니다. 수성. 압력은 마지막에 일정하게 유지됩니다. 그런 다음 이완기 압력과 좌심실이 안정된 상태에 도달할 수 있는 충분한 시간이 허용됩니다.
다음으로, 이완기 종료 상태에서 규정된 수축기 종료 수축기 혈압 125mm까지 시간이 지남에 따라 급격히 증가하는 압력을 처방하여 수축기 종료를 시뮬레이션합니다. 수은이 달성됩니다. 압력은 수축기 압력에서 일정하게 유지되고 좌심실이 정상 상태에 도달할 수 있도록 충분한 시간이 허용됩니다.
그런 다음 완성된 입력 데크를 상업용 유한 요소 솔버 LS dyna로 가져와 이완기 끝과 수축기 끝에서 심실 벽 응력과 좌심실 구멍 부피를 계산하고 마지막으로 수동 강성과 심근의 수축성을 반영하는 재료 매개변수를 조정합니다. 계산된 LV 캐비티 볼륨이 일치할 때까지 계속 조정합니다. 이완기 말단과 수축기 말단에서 측정한 MRI는 조류 세포 LVR 주사 치료를 받은 환자의 심장에 대한 기준선 및 수술 후 6개월 MRI입니다.
화살표는 환자의 좌심실 위치를 나타내며 계산된 전체 좌심실 크기, 수축기 및 이완기 스트레스의 극적인 감소를 선택했습니다. 이 모델을 사용하면 주사 후 6개월 동안 비침습적으로 심실 개선을 정량적으로 측정할 수 있는 수단을 제공합니다. 이 피험자는 심실 벽이 두꺼워지는 것과 푸른 색으로 나타난 벽 스트레스의 극적인 감소를 모두 보았습니다.
이 비디오를 시청한 후에는 조류 세포 LVR 주사 요법이 어떻게 수행되는지, 그리고 환자별 수학적 모델링을 사용하여 생체 내에서 좌심실 MyFi 스트레스 분포를 계산하는 방법에 대해 잘 알게 될 것입니다.
본 논문은 부전 심장에 새로운 하이드로젤을 이식하고, 이것이 좌심실 벽 응력 및 기능에 미치는 영향을 정량화하는 절차를 설명합니다. 이러한 기술은 개와 사람 모두에게 성공적으로 적용되었습니다.
이 접근 방식은 환자 맞춤형 계산 모델을 사용하여 부전 심장의 기계적 응력을 정량적으로 평가할 수 있게 하며, 이는 심혈관 치료제의 타겟 검증을 지원합니다. 하이드로겔로 유도된 구조적 변화와 근섬유 응력 감소를 연결함으로써, 바이오폴리머 기반의 심부전 중재술에 대한 기전적 리스크 감소(de-risking)를 제공합니다. 본 방법론은 전임상 모델링과 임상 결과 예측을 연결하여, 초기 단계 치료제 개발의 진행 여부(go/no-go) 결정에 필요한 정보를 제공합니다.
이 방법은 타겟 검증부터 리드 최적화, 전임상 효능 시험에 이르는 심혈관 질환 발견 연속체에 부합하며, 구조적 개입과 기능적 결과 사이의 정량적 가교 역할을 합니다.