Hier wordt een stapsgewijze methode beschreven om Fiber Optic RealShape-technologie en intravasculaire echografie te combineren om het potentieel van het samenvoegen van beide technieken aan te tonen, met het oog op de vermindering van blootstelling aan straling en verbetering van navigatietaken en behandelingssucces tijdens een endovasculaire procedure voor de behandeling van perifere arteriële ziekte.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Vermindering van blootstelling aan straling tijdens endovasculaire behandeling van perifere arteriële ziekte Combinatie van glasvezel RealShape-technologie en intravasculaire echografie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Vaatchirurgen en interventieradiologen worden geconfronteerd met chronische blootstelling aan lage dosis straling tijdens endovasculaire procedures, die hun gezondheid op de lange termijn kunnen beïnvloeden vanwege hun stochastische effecten. De gepresenteerde case toont de haalbaarheid en werkzaamheid van het combineren van Fiber Optic RealShape (FORS) -technologie en intravasculaire echografie (IVUS) om de blootstelling van de operator tijdens de endovasculaire behandeling van obstructieve perifere arteriële ziekte (PAD) te verminderen.
FORS-technologie maakt real-time, driedimensionale visualisatie van de volledige vorm van geleidedraden en katheters mogelijk, ingebed met optische vezels die laserlicht gebruiken in plaats van fluoroscopie. Hierdoor wordt de blootstelling aan straling verminderd en wordt de ruimtelijke waarneming verbeterd tijdens het navigeren tijdens endovasculaire procedures. IVUS heeft de capaciteit om de afmetingen van het schip optimaal te definiëren. Het combineren van FORS en IVUS bij een patiënt met iliacale in-stent restenose, zoals getoond in dit casusrapport, maakt passage van de stenose en pre- en post-percutane transluminale angioplastiek (PTA) plaquebeoordeling (diameterverbetering en morfologie) mogelijk, met een minimale dosis straling en nul contrastmiddel. Het doel van dit artikel is om de methode te beschrijven om FORS en IVUS stapsgewijs te combineren, om het potentieel van het samenvoegen van beide technieken aan te tonen met het oog op het verminderen van stralingsblootstelling en het verbeteren van navigatietaken en behandelingssucces tijdens de endovasculaire procedure voor de behandeling van PAD.
Inleiding
Perifeer arterieel vaatlijden (PAD) is een progressieve ziekte veroorzaakt door arteriële vernauwing (stenose en/of occlusies) en resulteert in een verminderde bloedtoevoer naar de onderste ledematen. De wereldwijde prevalentie van PAD in de bevolking van 25 jaar en ouder was 5,6% in 2015, wat aangeeft dat ongeveer 236 miljoen volwassenen wereldwijd met PAD leven 1,2. Naarmate de prevalentie van PAD toeneemt met de leeftijd, zal het aantal patiënten de komende jaren alleen maar toenemen3. In de afgelopen decennia is er een grote verschuiving geweest van open naar endovasculaire behandeling voor PAD. Behandelingsstrategieën kunnen gewone oude ballonangioplastiek (POBA) omvatten, mogelijk gecombineerd met andere technieken zoals een met geneesmiddelen gecoate ballon, stenting, endovasculaire atherectomie en klassieke open atherectomie (hybride revascularisatie) om de vascularisatie naar het doelvat te verbeteren.
Tijdens endovasculaire behandeling van PAD worden beeldgeleiding en navigatie conventioneel verzorgd door tweedimensionale (2D) fluoroscopie en digitale subtractieangiografie (DSA). Enkele belangrijke nadelen van fluoroscopisch geleide endovasculaire interventies zijn de 2D-conversie van 3D-structuren en -bewegingen en de grijswaardenweergave van endovasculaire navigatiehulpmiddelen, die niet verschilt van de grijswaardenweergave van de omringende anatomie tijdens fluoroscopie. Bovendien, en nog belangrijker, resulteert het toenemende aantal endovasculaire procedures nog steeds in een hoge cumulatieve blootstelling aan straling, wat van invloed kan zijn op de gezondheid van vaatchirurgen en radiologen. Dit ondanks de huidige stralingsrichtlijnen, die gebaseerd zijn op het "as low as reasonably havisable" (ALARA) principe dat streeft naar een zo laag mogelijke stralingsblootstelling bij het veilig uitvoeren van een procedure 4,5. Bovendien, om de resultaten van endovasculaire revascularisatie (bijvoorbeeld na POBA) te beoordelen, worden over het algemeen een of twee 2D digitale subtractie-angiogrammen gemaakt met nefrotoxisch contrast om de dynamische verbetering van de bloedstroom te schatten. Hiermee is oogbollen nodig om de toename van de bloedstroom te beoordelen. Verder heeft deze techniek ook beperkingen met betrekking tot beoordelingen van de diameter van het vaatlumen, plaquemorfologie en de aanwezigheid van stroombeperkende dissectie na endovasculaire revascularisatie. Om deze problemen op te lossen, zijn nieuwe beeldvormingstechnologieën ontwikkeld om de navigatie van apparaten en de hemodynamiek na de behandeling te verbeteren en de blootstelling aan straling en het gebruik van contrastmateriaal te verminderen.
In het gepresenteerde geval beschrijven we de haalbaarheid en werkzaamheid van het combineren van Fiber Optic RealShape (FORS) -technologie en intravasculaire echografie (IVUS) om de blootstelling van de operator tijdens de endovasculaire behandeling van PAD te verminderen. FORS-technologie maakt real-time, 3Dvisualisatie van de volledige vorm van speciaal ontworpen geleidedraden en katheters mogelijk door gebruik te maken van laserlicht, dat wordt gereflecteerd langs optische vezels in plaats van fluoroscopie 6,7,8. Hierdoor wordt de blootstelling aan straling verminderd en wordt de ruimtelijke perceptie van endovasculaire navigatiehulpmiddelen verbeterd door onderscheidende kleuren te gebruiken tijdens het navigeren tijdens endovasculaire procedures. IVUS heeft de capaciteit om de afmetingen van het schip optimaal te definiëren. Het doel van dit artikel is om de methode van het stapsgewijs combineren van FORS en IVUS te beschrijven, om het potentieel van het samenvoegen van beide technieken aan te tonen met het oog op de vermindering van stralingsblootstelling en de verbetering van navigatietaken en het succes van de behandeling tijdens endovasculaire procedures voor de behandeling van PAD.
Casuspresentatie
Hier presenteren we een 65-jarige man met een voorgeschiedenis van hypertensie, hypercholesterolemie, coronaire hartziekte en infrarenale abdominale aorta en rechter gemeenschappelijke iliacale arterie-aneurysma's, behandeld met endovasculair aneurysmaherstel (EVAR) in combinatie met een rechtszijdig iliacale vertakte apparaat (IBD). Jaren later ontwikkelde de patiënt acute ischemie van de onderste extremiteit op basis van occlusie van de linker iliacale EVAR-ledemaat, waarvoor embolectomie van de linker iliacale EVAR-ledemaat en oppervlakkige femorale slagader nodig was. Bij dezelfde procedure werd een aneurysma van de gemeenschappelijke iliacale slagader geëlimineerd door uitbreiding van het endograft in de externe iliacale slagader.
Diagnose, beoordeling en plan
Tijdens de follow-up toonde een routine duplex echografie een verhoogde piek systolische snelheid (PSV) in de linker iliacale ledemaat van het stenttransplantaat van 245 cm/s, in vergelijking met een PSV van 70 cm/s proximaal. Dit correleerde met een significante stenose van >50% en een verhouding van 3,5. Een diagnose van in-stent restenose (ISR) van meer dan 50% werd vervolgens bevestigd door computertomografie angiografie (CTA) beeldvorming, met het bijkomende vermoeden dat de stenose werd veroorzaakt door trombus. Om herhaling van de occlusie van de ledematen te voorkomen, werd een percutane transluminale angioplastiek (PTA) gepland.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
De Medisch Ethische Commissie van het Universitair Medisch Centrum Utrecht keurde het onderzoeksprotocol goed (METC 18/422) en de patiënt gaf geïnformeerde toestemming voor de procedure en het protocol.
1. Screening van patiënten
- Inclusie van patiënten
- Zorg ervoor dat de patiënt >18 jaar oud is.
- Zorg ervoor dat de patiënt symptomatisch is voor PAD en/of ISR.
- Uitsluiting van patiënten
- Sluit patiënten uit die geen geïnformeerde toestemming kunnen geven vanwege een taalbarrière of een gebrek aan begrip.
2. Segmentatie van schepen
- Voor vaatsegmentatie moet een preoperatief verworven CTA worden geüpload naar de FORS-software om een routekaart voor navigatie te maken door de aorta en beide iliacale slagaders te segmenteren.
- Selecteer de contouren van de aorta en de gemeenschappelijke iliacale slagader in de segmentatiesoftware door de cursor over de arteriële structuren te bewegen. De slagaders wijzen in een blauw gemarkeerde kleur en kunnen worden geselecteerd door erop te klikken. Zorg ervoor dat alleen de arteriële structuren van belang worden geselecteerd in deze stap.
- Selecteer in dit geval de abdominale aorta en beide gemeenschappelijke iliacale slagaders in combinatie met de linker externe iliacale slagader.
- Na selectie van de slagaders van belang, inspecteert u de gesegmenteerde structuren visueel door de gesegmenteerde vaten te roteren.
3. Chirurgische voorbereiding
- Plaats de patiënt in rugligging op de operatietafel, met beide armen langs de zijkanten van de patiënt.
- Plaats het dockingstation op de operatietafel, aan de linkerkant van de patiënt, ter hoogte van de bovenbenen.
- Desinfecteer het chirurgische veld van de buik tot de bovenbenen met chloorhexidine en stel het interessegebied bloot met steriele omhulsels.
4. Echogeleide punctie van de linker gemeenschappelijke femorale slagader
- Creëer een echogeleide Seldinger arteriële toegang tot de gemeenschappelijke femorale slagader.
- Introduceer een 0,035 standaard geleidingsdraad in het lumen van de slagader.
- Breng een 6 Fr schede over de geleidingsdraad.
5. Volumeregistratie
- Om de gemaakte roadmap af te stemmen op de real-time positie van de patiënt, voert u volumeregistratie uit. In dit geval wordt een zogenaamde 2D-3D-volumeregistratie uitgevoerd om de preoperatieve en intraoperatieve posities van de patiënt op elkaar af te stemmen.
- Om dit te doen, verkrijgt u twee intraoperatieve fluoroscopische beelden die zich richten op het interessegebied, in dit geval het gebied van de eerder geïmplanteerde endograft en iliacale ledemaat.
OPMERKING: De C-arm moet in twee verschillende richtingen worden geplaatst om fluoroscopische beelden te verkrijgen met een hoekverschil van 90°. In dit geval resulteert dit in één opname met een hoek van 45° links schuin en één met een hoek van 45° rechts voorste. Leg de afbeeldingen vast en kopieer ze naar de software. - Gebruik de zichtbare pre-existente stentgraft in beide verkregen fluoroscopische beelden om het gesegmenteerde vatvolume uit te lijnen met real-time fluoroscopische beeldvorming.
- Vertaal eerst het gesegmenteerde vatvolume naar de contouren van de stentgraft in de fluoroscopische beelden. Bepaal de juiste venstering zodat de hoge Hounsfield-waarden van de preoperatieve CTA worden opgenomen om alleen de stentgraft te visualiseren. Dit kan worden uitgevoerd door op het vensterpictogram bovenaan te klikken.
- Na het vertalen van het volume naar de juiste locatie in de fluoroscopische beelden, vertaalt u het rotatiecentrum naar het midden van het stentgraft om rotatie van het stentgraft rond het midden mogelijk te maken. Draai de stentgraft in het gesegmenteerde vaatvolume om de preoperatieve en intraoperatieve posities van de stentgraft uit te lijnen.
- Om de uitlijning van het gesegmenteerde vatvolume met real-time fluoroscopische beeldvorming te bevestigen, past u het venster van het volume aan om anatomische structuren, zoals benige structuren, te oriënteren en te vergelijken. Nu is de volumeregistratie met succes voltooid.
6. FORS-vormregistratie
OPMERKING: De FORS-apparaten worden geregistreerd in de operatiekamer om hun gebruik zonder fluoroscopie mogelijk te maken.
- Plaats de FORS-apparaten in het interventiegebied.
- Verkrijg twee fluoroscopische beelden met een verschil in hoekpositie van ten minste 30° (bijvoorbeeld één in de voorste achterste positie en één met een 30° rechter of linker voorste schuine hoek).
- Selecteer de gewenste opnamehoeken in de software en draai de C-arm naar de gewenste positie.
- Nadat u een fluoroscopische afbeelding hebt vastgelegd, kopieert u de afbeelding door op het symbool of pictogram te klikken dat twee documenten presenteert.
- Analyseer de geprojecteerde geleidingsdraad (in geel) en de geprojecteerde katheter (in blauw) over de contouren op de fluoroscopische beelden.
OPMERKING: De FORS-technologie kan nu autonoom worden gebruikt.
7. Endovasculaire navigatie
- Introduceer de FORS-geleidedraad door de 6 Fr-mantel.
- Gebruik de FORS-apparaten om door het doelvat (linker iliacale slagader en endograft) te navigeren en de stenotische laesie door te geven tot aan de abdominale aorta. Gebruik de geregistreerde CTA-segmentatie als routekaart tijdens de navigatie. De zwarte achtergrond geeft aan dat er geen fluoroscopische beelden worden gemaakt tijdens het passeren van de laesie. De enige oriëntatie van de positie van het apparaat wordt dus bepaald door het geregistreerde gesegmenteerde vatvolume.
- Zorg ervoor dat de iliacale stenose een weerstand tegen de geleidingsdraad creëert, die een druk op de geleidingsdraad induceert, wat resulteert in een gestippelde visualisatie.
- Gebruik geen fluoroscopie tijdens het navigeren.
- Verwissel de FORS-geleidingsdraad door een 0,014 werkpaardgeleidedraad. Omdat deze werkpaardgeleidingsdraad niet wordt ondersteund door het FORS-systeem; Fluoroscopie moet worden gebruikt om de positie van de draad te verkrijgen.
- Trek de FORS-katheter eruit.
8. Pre-PTA IVUS diametermetingen
- Gebruik een stand-alone IVUS-systeem om de IVUS-katheter over de 0,014 werkpaardgeleidingsdraad naar de aorta-bifurcatie te brengen.
- Visualiseer de intraluminale diameters van de aorta-bifurcatie naar de gemeenschappelijke iliacale arterie distale van de stenotische laesie door de IVUS-katheter terug te trekken.
- Kwantificeer de lumendiameter en de dwarsdoorsnede ter hoogte van de laesie en het niet-stenotische gebied van de iliacale ledemaat.
- Wissel de 0.014 werkpaardgeleidingsdraad in voor een 0.035 standaard geleidingsdraad met behulp van fluoroscopie.
9. Transluminale percutane angiografie (PTA) behandeling
- Gebruik röntgenfoto's om de PTA-ballon van 8 mm x 40 mm over de standaardgeleidingsdraad te brengen en plaats de ballon bij de stenotische laesie. Voer fluoroscopiegeleide balloninflatie uit gedurende 2 minuten.
- Trek de PTA-ballon terug.
- Blaas de PTA-ballon opnieuw op om de boosdoenerlaesie voor een tweede keer te behandelen. Het inflatieproces is zichtbaar door contrastverbetering van de ballon.
- Verwijder de PTA-ballon en breng de FORS-katheter in. Vervang vervolgens de 0.035 geleidingsdraad door de 0.014 werkpaardgeleidingsdraad.
10. Post-PTA IVUS diametermetingen
- Gebruik een stand-alone IVUS-systeem om de IVUS-katheter over de 0,014 werkpaardgeleidingsdraad te brengen.
- Beeld de intraluminale diameters van de aorta-bifurcatie naar de gemeenschappelijke iliacale arterie distale van de stenotische laesie door de IVUS-katheter terug te trekken van de aorta-bifurcatie naar de gemeenschappelijke iliacale slagader.
- Kwantificeer de lumendiameter en de doorsnede ter hoogte van de stenotische laesie en verwijder de IVUS-katheter.
11. Drukmetingen
- Breng de FORS-katheter over de 0,014 werkpaardgeleidingsdraad door het doelvat proximaal naar de behandelde stenotische laesie en trek de standaard geleidingsdraad terug.
- Plaats de FORS-katheter proximaal ten opzichte van de stenotische laesie en sluit de achterkant van de FORS-katheter aan op een drukomvormer. Niveau en nul de drukomvormer om ervoor te zorgen dat de bloeddrukmetingen nauwkeurig zijn. Meet de bloeddruk.
- Trek de FORS-katheter terug en meet de bloeddruk distaal naar de behandelde stenotische laesie.
- Trek de FORS-katheter, de standaardgeleidingsdraad en de mantel eruit en sluit met een percutaan sluitingsapparaat.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Het protocol dat voor de gepresenteerde casus is gebruikt, toont de haalbaarheid van het combineren van de FORS-techniek en IVUS, met als doel de blootstelling aan straling en het contrastgebruik in een endovasculaire procedure voor PAD te verminderen. Het grootste deel van de procedure wordt uitgevoerd zonder röntgenstraling en er wordt nul contrast gebruikt. Passage door de laesie wordt uitgevoerd met behulp van FORS-technologie (geleidingsdraad en katheter). De stappen waarin de röntgenfoto wordt gebruikt, staan besch...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Voor zover wij weten, is dit casusrapport het eerste dat de combinatie van FORS en IVUS bespreekt om de blootstelling aan straling te beperken en het gebruik van een contrastmiddel tijdens endovasculaire interventie voor PAD uit te sluiten. De combinatie van beide technieken tijdens de behandeling van deze specifieke laesie lijkt veilig en haalbaar. Bovendien maakt de combinatie van FORS en IVUS het mogelijk om de blootstelling aan straling te beperken (AK = 28,4 mGy; DAP = 7,87 Gy*cm2) en elimineert het gebru...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Philips Medical Systems Netherlands B.V. heeft een onderzoekssubsidie naar reële marktwaarde verstrekt aan de afdeling Chirurgische Specialismen van het Universitair Medisch Centrum Utrecht ter ondersteuning van het FORS Learn-register. De afdeling Chirurgische specialismen van het Universitair Medisch Centrum Utrecht heeft een onderzoeks- en adviesovereenkomst met Philips.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| AltaTrack Catheter Berenstein | Philips Medical Systems Nederland B.V., Best, Netherlands | ATC55080BRN | |
| AltaTrack Docking top | Philips Medical Systems Nederland B.V., Best, Netherlands | ||
| AltaTrack Guidewire | Philips Medical Systems Nederland B.V., Best, Netherlands | ATG35120A | |
| AltaTrack Trolley | Philips Medical Systems Nederland B.V., Best, Netherlands | ||
| Armada 8x40mm PTA balloon | Abbott laboratories, Illinois, United States | B2080-40 | |
| Azurion X-ray system | Philips Medical Systems Nederland B.V, Best, Netherlands | ||
| Core M2 vascular system | Philips Medical Systems Nederland B.V., Best, Netherlands | 400-0100.17 | |
| Hi-Torque Command guidewire | Abbott laboratories, Illinois, United States | 2078175 | |
| Perclose Proglide | Abbott laboratories, Illinois, United States | 12673-03 | |
| Rosen 0.035 stainless steel guidewire | Cook Medical, Indiana, United States | THSCF-35-180-1.5-ROSEN | |
| Visions PV.014P RX catheter | Philips Medical Systems Nederland B.V., Best, Netherlands | 014R |
Referenties
- Song, P., et al. national prevalence and risk factors for peripheral artery disease in 2015: an updated systematic review and analysis. The Lancet. Global Health. 7 (8), e1020-1030 (2019).
- Aday, A. W., Matsushita, K. Epidemiology of peripheral artery disease and polyvascular disease. Circulation Research. 128 (12), 1818-1832 (2021).
- Meijer, W. T., et al. Peripheral arterial disease in the elderly: The Rotterdam Study. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 18 (2), 185-192 (1998).
- Modarai, B., et al. European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2023 clinical practice guidelines on radiation safety. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 65 (2), 171-222 (2022).
- Ko, S., et al. Health effects from occupational radiation exposure among fluoroscopy-guided interventional medical workers: a systematic review. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 29 (3), 353-366 (2018).
- Jansen, M., et al. Three dimensional visualisation of endovascular guidewires and catheters based on laser light instead of fluoroscopy with fiber optic realshape technology: preclinical results. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 60 (1), 135-143 (2020).
- van Herwaarden, J. A., et al. First in human clinical feasibility study of endovascular navigation with Fiber Optic RealShape (FORS) technology. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 61 (2), 317-325 (2021).
- Froggatt, M. E., Klein, J. W., Gifford, D. K., Kreger, S. T. Optical position and/or shape sensing - Google Patents. US8773650B2. , Available from: https://patents.google.com/patent/US8773650B2/en (2014).
- Pitton, M. B., et al. Radiation exposure in vascular angiographic procedures. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 23 (11), 1487-1495 (2012).
- Sigterman, T. A., et al. Radiation exposure during percutaneous transluminal angioplasty for symptomatic peripheral arterial disease. Annals of Vascular Surgery. 33, 167-172 (2016).
- Segal, E., et al. Patient radiation exposure during percutaneous endovascular revascularization of the lower extremity. Journal of Vascular Surgery. 58 (6), 1556-1562 (2013).
- Goni, H., et al. Radiation doses to patients from digital subtraction angiography. Radiation Protection Dosimetry. 117 (1-3), 251-255 (2005).
- Klaassen, J., van Herwaarden, J. A., Teraa, M., Hazenberg, C. E. V. B. Superficial femoral artery recanalization using Fiber Optic RealShape technology. Medicina. 58 (7), 961(2022).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
