Name: Anatomische Reconstructies van de Mens Cardiac veneuze systeem met contrastdetectie computertomografie van perfusie-vaste Monsters (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-04-18T09:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: Leer 3D-modellen genereren van het menselijke cardiale veneuze systeem met contrast-CT voor het ontwerp van cardiale apparaten. Deze methode biedt gedetailleerde anatomische metingen zonder blootstelling aan contrastmiddelen of straling.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij willen Dionna Gamble, Allison Larson, en Katia Torres erkennen voor hulp bij generatie van het model en metingen, Monica Mahre voor manuscript hulp, Gary Williams voor technische bijstand, Jerrald Spencer Jr voor hulp bij de cijfers en de Fairview Imaging Services bij de University of Minnesota. De financiering werd van het Instituut voor Engineering in Medicine (University of Minnesota) en voor een deel ontvangen van een onderzoekscontract met Medtronic Inc

Procedure Tabel 1 vat de bij het ​​proces gebruikte materialen. Figuur 1 geeft een overzicht van het proces. 1. Specimen en Scan Voorbereiding <ol><li> Verkrijgen van de geïsoleerde menselijke harten fris en vervolgens perfusie zet ze in 10% gebufferde formaline in hun eind-diastolische staat. </li><li> Spoel de harten te scannen water de dag vóór scannen om de meerderheid van de formaline verwijderen. </li><li> Voordat u naar de scanner, canule de coronaire sinus (CS) ader binnen elk hart met een venogram ballonkatheter. Toegang krijgen tot de CS zowel via de superior of inferior vena cava onder directe visualisatie of het gebruik van videoscopen. </li><li> Eenmaal op zijn plaats, blaas de ballon van deze venogram katheter om de katheter in het CS verankeren. </li><li> Plaats elk hart in een afsluitbare container polymeer op een spons die is zo ontworpenhet hart kan in zijn attitudinally juiste anatomische positie zitten. </li></ol> 2. Computed Tomography Scant <ol><li> Positioneer een bepaalde hart op de CT-scanner bed alsof er een patiënt lag liggende en hoofd eerst op de scanner. </li><li> Sluit het proximale uiteinde van de katheter venogram een ​​injector die twee injectiespuiten bevat: een voor contrast en een voor zout. </li><li> Automatisch injecteren van 40 ml contrast in het cardiale veneuze systeem 5 ml / sec. </li><li> CT scan het hart 8 seconden na het contrast injectie wordt gestart. Stel de CT-scan tot 512 x 512 pixel resolutie met 0,6 mm plakdikte. </li><li> Automatisch injecteren 40 ml zoutoplossing in het cardiale veneuze systeem bij 5 ml / sec voor het spoelen van het contrast. </li><li> Exporteer de CT DICOM beelden naar een externe harde schijf. </li></ol> 3. Wederopbouw en Metingen <ol><li> Upload CT DICOM beelden in Mimics Software. </li><li> Genereer een masker voor de CT IMAGes dat alleen bevat pixels met een hoge Hounsfield eenheden om alleen het contrast aanwezig is in het hart te markeren. </li><li> Verwijder contrast dat heeft gelekt in de kamers of verspreid in het weefsel, zodat het masker het contrast binnen de grote cardiale aders bevat. </li><li> In luchtzakken handmatig vullen binnen een bepaalde ader frame voor frame. </li><li> Genereer een 3D-object uit de resulterende masker. </li><li> Glad en wikkel dit object te ruw geometrieën te elimineren. Video 1 toont een van deze 3D-modellen draaien in de ruimte. </li><li> Genereer centerlines voor elk gemaakt 3D-model. </li><li> Met behulp van deze middellijnen, het meten van de booglengte, vertakking hoek, tortuousity (booglengte / lineaire afstand), en diameters voor elke belangrijke vaartuig in elk hart. Onze dienst anatomische nomenclatuur wordt in figuur 2. </li></ol>

<ol><li>Burkhardt, J. D., Wilkoff, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interventional+electrophysiology+and+cardiac+resynchronization+therapy%3A+delivering+electrical+therapies+for+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Circ%22%5BJournal%5D)">Interventional electrophysiology and cardiac resynchronization therapy: delivering electrical therapies for heart failure.</a> Circ. 115, 2208-2220 (2007).</li>
<li>Lu, F. Cardiac resynchronization therapy. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLu%2C+F+%22Handbook+of+cardiac+physiology+and+anatomy%22">Handbook of cardiac physiology and anatomy</a>. Iaizzo, P. , 2nd ed, Springer Science. New York, N.Y. 475-497 (2009).</li>
<li>Eggen, M. D., Swingen, C. M., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+diffusion+tensor+MRI+of+human+hearts%3A+relative+effects+of+specimen+decomposition%5BTitle%5D)+AND+%22Magn.+Reson.+Med%22%5BJournal%5D)">Ex vivo diffusion tensor MRI of human hearts: relative effects of specimen decomposition.</a> Magn. Reson. Med. 67, 1703-1709 (2012).</li>
<li>Manzke, R., Binner, L., Bornstedt, A., Merkle, N., Lutz, A., Gradinger, R., Rasche, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+coronary+venous+system+in+heart+failure+patients+by+blood+pool+agent+enhanced+whole-heart+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Radiol%22%5BJournal%5D)">Assessment of the coronary venous system in heart failure patients by blood pool agent enhanced whole-heart MRI.</a> Eur. Radiol. 21, 799-806 (2010).</li>
<li>Abbara, S., Cury, R. C., Nieman, K., Reddy, V., Moselewski, F., Schmidt, S., Ferencik, M., Hoffman, U., Brady, T. J., Achenbach, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+evaluation+of+cardiac+veins+with+16-MDCT+angiography%5BTitle%5D)+AND+%22AJR.+Am.+J.+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive evaluation of cardiac veins with 16-MDCT angiography.</a> AJR. Am. J. Roentgenol. 185, 1001-1006 (2005).</li>
<li>Gerber, T. C., Sheedy, P. F., Bell, M. R., Hayes, D. L., Rumberger, J. A., Behrenbeck, T., Holmes, D. R., Schwartz, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+coronary+venous+system+using+electron+beam+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Cardiovasc.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the coronary venous system using electron beam computed tomography.</a> Int. J. Cardiovasc. Imaging. 17, 65-75 (2001).</li>
<li>Jongbloed, M. R. M., Lamb, H. J., Bax, J. J., Schuijf, J. D., de Roos, A., vander Wall, E. E., Schalij, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+visualization+of+the+cardiac+venous+system+using+multislice+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Noninvasive visualization of the cardiac venous system using multislice computed tomography.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 45, 749-753 (2005).</li>
<li>Mao, S., Shinbane, J. S., Girky, M. J., Child, J., Carson, S., Oudiz, R. J., Budoff, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coronary+venous+imaging+with+electron+beam+computed+tomographic+angiography%3A+three-dimensional+mapping+and+relationship+with+coronary+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Heart+J%22%5BJournal%5D)">Coronary venous imaging with electron beam computed tomographic angiography: three-dimensional mapping and relationship with coronary arteries.</a> Am. Heart J. 150, 315-322 (2005).</li>
<li>Muhlenbruch, G., Koos, R., Wildberger, J. E., Gunther, R. W., Mahnken, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+the+cardiac+venous+system%3A+comparison+of+MDCT+and+conventional+angiography%5BTitle%5D)+AND+%22AJR.+Am.+J.+Roentgenol%22%5BJournal%5D)">Imaging of the cardiac venous system: comparison of MDCT and conventional angiography.</a> AJR. Am. J. Roentgenol. 185, 1252-1257 (2005).</li>
<li>Schaffler, G. J., Groell, R., Peichel, K. H., Rienmuller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+the+coronary+venous+drainage+system+using+electron-beam+CT%5BTitle%5D)+AND+%22Surg.+Radiol.+Anat%22%5BJournal%5D)">Imaging the coronary venous drainage system using electron-beam CT.</a> Surg. Radiol. Anat. 22, 35-39 (2000).</li>
<li>Tada, H., Kurosaki, K., Naito, S., Koyama, K., Itoi, K., Ito, S., Ueda, M., Shinbo, G., Hoshizaki, H., Nogami, A., Oshima, S., Taniguchi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+visualization+of+the+coronary+venous+system+using+multidetector+row+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+J%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional visualization of the coronary venous system using multidetector row computed tomography.</a> Circ. J. 69, 165-170 (2005).</li>
<li>Van de Veire, N. R., Schuijf, J. D., Sutter, J. D., Devos, D., Bleeker, G. B., de Roos, A., vander Wall, E. E., Schalij, M. J., Bax, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+visualization+of+the+cardiac+venous+system+in+coronary+artery+disease+patients+using+64-slice+computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Coll.+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Non-invasive visualization of the cardiac venous system in coronary artery disease patients using 64-slice computed tomography.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 48, 1832-1838 (2006).</li>
<li>de Jong, P. A., Mayo, J. R., Golmohammadi, K., Nakano, Y., Lequin, M. H., Tiddens, H. A., Aldrich, J., Coxson, H. O., Sin, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+cancer+mortality+associated+with+repetitive+computed+tomography+scanning%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Respir.+Crit.+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Estimation of cancer mortality associated with repetitive computed tomography scanning.</a> Am. J. Respir. Crit. Care Med. 173, 199-203 (2006).</li>
<li>Martin, D. R., Semelka, R. C., Chapman, A., Peters, H., Finn, P. J., Kalb, B., Thomsen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nephrogenic+systemic+fibrosis+versus+contrast-induced+nephropathy%3A+risks+and+benefits+of+contrast-enhanced+MR+and+CT+in+renally+impaired+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Magn.+Reson.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Nephrogenic systemic fibrosis versus contrast-induced nephropathy: risks and benefits of contrast-enhanced MR and CT in renally impaired patients.</a> J. Magn. Reson. Imaging. 30, 1350-1356 (2009).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Ons laboratorium is het ontwikkelen van een bibliotheek van perfusie-vaste hart exemplaren voor verschillende anatomische onderzoeken. Tot op heden hebben we meer dan 240 bewaard gebleven exemplaren. De specifieke methoden die we hebben toegepast om deze monsters te bereiden zijn eerder beschreven 3. De huidige studie beschrijft een nieuwe methode voor het toewijzen van het menselijke cardiale veneuze systeem en de ontwikkeling van een anatomische databank die kan worden gebruikt voor het ontwerpen van cardia...

anatomische reconstructies van de mens cardiac veneuze systeem met contrastdetectie computertomografie van perfusie-vaste monsters

Anatomical Reconstructions of the Human Cardiac Venous System using Contrast-computed Tomography of Perfusion-fixed Specimens

Het begrijpen van de complexiteit en relatieve variabiliteit binnen het menselijke cardiale veneuze systeem is cruciaal voor de ontwikkeling van cardiale apparaten die toegang tot deze schepen worden gesteld. Bijvoorbeeld, cardiale veneuze anatomie bekend als een van de belangrijkste beperkingen voor de aanlevering van cardiale resynchronisatietherapie (CRT) 1 Derhalve kan de ontwikkeling van een databank van anatomische parameters voor menselijke cardiale veneuze systemen helpen bij het ​​ontwerpen van CRT levering apparaten dergelijke beperking overwinnen. In dit onderzoek werden de anatomische parameters verkregen van 3D-reconstructies van het veneuze systeem met behulp van contrast-computertomografie (CT) beeldvorming en modeling software (Materialise, Leuven, België). De volgende parameters werden voor elke ader: booglengte, tortuousity, vertakking hoek, afstand tot de coronaire sinus ostium en vaatdiameter. CRT is een potentiële behandeling voor patients met elektromechanische dissynchronie. Ongeveer 10-20% van de patiënten met hartfalen kunnen baat hebben bij CRT 2. Elektromechanische dissynchronie impliceert dat delen van de hartspier activeren en contract eerder of later dan de normale geleiding pad van het hart. In CRT worden dyssynchronous gebieden van de hartspier die met elektrische stimulering. CRT-stimulatie meestal gaat stimulatiegeleidingsdraden dat de rechter atrium (RA), rechter ventrikel (RV), en de linker ventrikel (LV) te stimuleren om meer gesynchroniseerd ritmes te produceren. De lead LV wordt typisch geïmplanteerd in een cardiale ader, teneinde te bedekken in plaats van de laatste myocardiale activatie. Wij zijn van mening dat de modellen verkregen en de analyses zullen daarvan de anatomische bevordering van onderwijs voor patiënten, studenten, artsen en medische apparaat ontwerpers. De methoden hier toegepast kunnen ook worden gebruikt om andere anatomische kenmerken van onze menselijke hart specimens zoals studiede kransslagaders. De educatieve waarde van dit onderzoek verder te stimuleren, hebben we de veneuze modellen gedeeld op onze gratis website: <a href="http://www.vhlab.umn.edu/atlas" target="_blank">www.vhlab.umn.edu / atlas</a> .

Tabel 2 geeft de mediaan anatomische parameters voor de grote cardiale aders voor 42 menselijk hart exemplaren. Alle hart monsters bevatte een posterior interventriculaire ader (PIV) en anterior interventriculaire ader (AIV). Sommige modellen waarin meerdere posterior ader van de LV (PVLV) posterolaterale zijnerf (PLV), linker laterale ader (LLV) en / of anterolaterale ader (ALV), terwijl andere harten niet hebben een of twee van deze specifieke aders aanwezig. <table border="1"><tbody><tr><td> <str...

Het doel van dit onderzoek is om te recreëren en vervolgens toegang tot de anatomie van het menselijk hart veneuze systeem met behulp van 3D-reconstructies gegenereerd uit contrast-computertomografie scans.

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

A detailed  understanding of the complexity and relative variability within the human  cardiac venous system is crucial for the development of cardiac ...

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 hoeveelhe

anatomical-reconstructions-human-cardiac-venous-system-using-contrast

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Visualisatie van de coronaire bloedvaten is van cruciaal belang voor het bevorderen van onze kennis van hart-en vaatziekten. Hier beschrijven we een methode voor perfuseren muizen coronaire bloedvaten met een contrastmiddel siliconen rubber (Microfil), ter voorbereiding van micro-Computed Tomography (μCT) beeldvorming.

Retrograde Perfusie en vullen van Muis coronaire bloedvaten als voorbereiding op Micro Computed Tomography Imaging

Implantatie van autologe en allogene bottransplantaten, vormen aanvaarde benaderingen tot grote craniofaciale botverlies te behandelen. Toch is het effect van transplantaat samenstelling op de interactie tussen neovascularisatie, celdifferentiatie en botvorming is onduidelijk. We presenteren een multimodale beeldvorming protocol gericht op de angiogenese-osteogenese afhankelijkheid van het transplantaat nabijheid helderen.

Computed Tomography en optische beeldvorming van Osteogenesis-angiogenese Koppeling te beoordelen Integratie van schedelbot Autografts en Allografts

Deze methode beschrijft het gebruik van Quantum Micro-Computed Tomography (MicroCT) om de hartmorfologie, functie, perfusie, metabolisme en levensvatbaarheid te beoordelen met behulp van een gejodeerd contrastmiddel bij muizen met experimenteel geïnduceerde myocardischemie. De techniek kan worden toegepast voor niet-destructieve, longitudinale in vivo beeldvorming met hoge doorvoer van verschillende diermodellen van menselijke hartaandoeningen.

In vivo kwantitatieve beoordeling van myocard structuur, functie, perfusie en levensvatbaarheid Met behulp van Cardiac Micro-computertomografie

Dit artikel beschrijft een gedetailleerde methodologie van het gebruik van een radiopaak loodhoudende silicone rubber te perfuse de lymfkliertest therapieën voor de diameter van de aorta kwantificering in een muismodel van aorta aneurysma en dissectie.

Kwantitatieve analyse van de Micro-CT van Aortopathy in een muismodel van β-aminopropionitrile-geïnduceerde aorta aneurysma en dissectie

Het doel van dit artikel is om te beschrijven hoe cardiale magnetische resonantie kan worden gebruikt voor de evaluatie en diagnose van een vermoedelijke cardiale trombus. De gepresenteerde methode beschrijft het verzamelen van gegevens, evenals het pre-procedure-en post-procedure protocol.

Cardiale magnetische resonantie voor de evaluatie van vermoede cardiale trombus: conventionele en opkomende technieken

Dit protocol presenteert een verzameling sarcomere, calcium en macroscopische geometrische gegevens van een actief samentrekkende cardiale trabecula ex vivo. Deze gelijktijdige metingen worden mogelijk gemaakt door de integratie van drie beeldvormende modaliteiten.

Gelijktijdige Brightfield, Fluorescentie en Optische Coherentie Tomografische Beeldvorming van Contracting Cardiac Trabeculae Ex Vivo

Hier presenteren we een protocol om hoge resolutie microcomputertomografiebeelden te verkrijgen van gezonde en pathologische grote zoogdierharten met collageenselectieve contrastverbetering.

Weefselvoorbereidingstechnieken voor contrastverbeterde microcomputertomografie beeldvorming van grote hartmodellen bij zoogdieren met chronische ziekte

Hier beschrijven we een visualisatie- en kwantificeringsmethode voor muizenvaten met behulp van micro-röntgen computertomografie.

Monstervoorbereiding voor op computertomografie gebaseerde driedimensionale visualisatie van murine achterpootvaten

Hier presenteren we een experimenteel beeldvormingsprotocol voor de kwantificering van de hartfunctie en morfologie met behulp van hoge resolutie positronemissietomografie / computertomografie voor kleine dieren. Zowel muizen als ratten worden overwogen en bespreken de verschillende vereisten van computertomografiecontrastmiddelen voor de twee soorten.

Hoge resolutie cardiale positronemissietomografie/computertomografie voor kleine dieren

Screening op coronaire hartziekte zou de verkrijging van donorharten kunnen verhogen met uitgebreide criteria. Een protocol voor het uitvoeren van reproduceerbare coronaire angiografie tijdens ex-situ hartperfusie wordt hierin beschreven in een varkensmodel.

Coronaire angiografie tijdens ex-situ hartperfusie in een varkensmodel

Dit protocol presenteert een uitgebreide pijplijn voor het analyseren van monsters die zijn verkregen uit menselijke harten die de microscopische en macroscopische schaal overspannen.

Pijplijn voor driedimensionale anatomische studie op meerdere schaal van het menselijk hart

Leer 3D-modellen genereren van het menselijke cardiale veneuze systeem met contrast-CT voor het ontwerp van cardiale apparaten. Deze methode biedt gedetailleerde anatomische metingen zonder blootstelling aan contrastmiddelen of straling.

Anatomische Reconstructies van de Mens Cardiac veneuze systeem met contrastdetectie computertomografie van perfusie-vaste Monsters (Video) | JoVE Journal

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

Meer video's verkennen