Anatomische Reconstructies van de Mens Cardiac veneuze systeem met contrastdetectie computertomografie van perfusie-vaste Monsters

Het algemene doel van deze procedure is het genereren van 3D-modellen van het menselijke cardiale veneuze systeem voor de ontwikkeling van een anatomische database die kan worden gebruikt voor het ontwerp van cardiale apparaten die in deze vaten worden geplaatst. Dit wordt bereikt door eerst het menselijke hartspecimen voor te bereiden door het te fixeren in de einddiastolische fase en de sinus coronarius te canuleren met een venogramballonkatheter. In de tweede stap worden contrast-CT-beelden van het cardiale veneuze systeem verkregen tijdens de laatste fase.

Er worden 3D-modellen gegenereerd vanuit de CT-scans, waarmee diverse anatomische metingen kunnen worden verricht. Een van de belangrijkste voordelen van onze techniek ten opzichte van andere methoden, zoals de in vivo beoordeling van de cardiale veneuze anatomie, is dat de patiënt niet wordt blootgesteld aan contrastmiddelen of straling. We kregen oorspronkelijk het idee voor deze methode toen we het cardiale veneuze systeem van deze perfusie-gefixeerde harten in kaart brachten met behulp van een microschrijver op het epicardiale oppervlak.

Deze methode kende echter enkele beperkingen. De methode werd beperkt door de hoeveelheid vetweefsel en resulteerde in 2D-modellen. Het gebruik van contrast-CT's voor modelgeneratie overwint deze beperkingen zodra deze zijn verkregen.

Fixeer de vers geïsoleerde menselijke harten in hun einddiastolische toestand door perfusie met 10% gebufferd formaline. Spoel de harten vervolgens op de dag vóór het scannen met water om het grootste deel van het formaline te verwijderen voordat u naar de scanner gaat. Gebruik een venogramballonkatheter om de sinus coronarius in elk hart te cannuleren via de vena cava inferior.

Onder directe visualisatie. Zodra deze op zijn plaats is, wordt de ballon van de venogramkatheter opgeblazen om de katheter in de sinus coronarius te verankeren. Plaats vervolgens elk hart in een afsluitbare polymeercontainer op een spons die is ontworpen om het hart in de anatomisch correcte positie te ondersteunen.

Begin met het positioneren van het hart op de tafel van de CT-scanner, alsof een patiënt in rugligging en met het hoofd eerst op de scanner ligt. Sluit vervolgens het proximale uiteinde van de venogramkatheter aan op een injector die twee injectiespuiten bevat: één voor contrastmiddel en één voor zoutoplossing.

Injecteer nu automatisch 40 milliliters contrastmiddel in het cardiale veneuze systeem met een snelheid van vijf milliliters per seconde. Start acht seconden na het begin van de contrastinjectie de CT-scan van het hart, met een resolutie van 512 bij 512 pixels en een plakdikte van 0,6 millimeter. Spoel vervolgens het contrastmiddel uit door automatisch nog eens 40 milliliters zoutoplossing in het cardiale veneuze systeem te injecteren.

Exporteer de CT DICOM-beelden met een snelheid van vijf milliliter per seconde naar een externe harde schijf. Upload nu de CT DICOM-beelden in de Mimic-software en genereer een masker voor de CT-beelden dat alleen pixels bevat met hoge Hounsfield-eenheden. Om alleen het contrast in het hart te accentueren, verwijdert u al het contrast dat in de kamers is gelekt of in het weefsel is gediffundeerd, zodat het masker alleen het contrast binnen de belangrijkste hartaders bevat.

Vul vervolgens handmatig de luchtsockets binnen een gegeven ader frame voor frame in en genereer een 3D-object vanuit het resulterende masker. Maak daarna het masker glad en wikkel het om eventuele ruwe geometrieën te elimineren, en genereer vervolgens centrumlijnen voor elk gecreëerd 3D-model. Om gebruikersvariabiliteit bij het genereren van de 3D-modellen te minimaliseren, is het belangrijk dat de gebruiker het gedetailleerde protocol zorgvuldig volgt en dat een waarnemer het model controleert voordat de centrumlijnen worden gegenereerd.

Gebruik tot slot de middellijnen om de booglengte, de vertakkingshoek, de tortuositeit en de diameters van elk hoofdvat in elk hart te meten. In deze tabel worden de mediane anatomische parameters voor de belangrijkste hartaders van 42 menselijke hartspecimens gepresenteerd. Alle hartspecimens bevatten één vena cardiaca media en één vena interventricularis anterior.

Sommige exemplaren bevatten meer dan één vena inferior, vena lateralis inferior, vena lateralis en/of vena anterolateralis. Hoewel andere harten in deze video mogelijk een of twee van deze specifieke venen niet bezaten, kan een representatief 3D-model worden waargenomen dat in de ruimte roteert. Volg deze procedure; een van de voordelen is dat u visualisatie met videoscopen binnen de hartvenen kunt gebruiken om de anatomie te beoordelen, de CT-modellen te valideren en ook te bepalen waar verschillende structuren, zoals hartvenen, zich bevinden, wat na de ontwikkeling van de CT niet zichtbaar is.

Deze techniek stelt onderzoekers in het veld van de biomedische techniek in staat om het cardiale veneuze systeem en de ontwikkeling van cardiale hulpmiddelen die gebruikmaken van deze vaten te verkennen. Uiteindelijk zullen modellering en mapping van het menselijke cardiale veneuze systeem nieuwe inzichten bieden in de relevante anatomie voor het uitvoeren van diverse klinische procedures.