Czterowymiarowy wymiar zastawki pod kontrolą tomografii komputerowej do przezcewnikowej wymiany zastawki płucnej
January 20th, 2022
To badanie oceniało nową metodologię z wyprostowanym modelem wygenerowanym z czterowymiarowej sekwencji tomografii komputerowej serca w celu uzyskania pożądanych pomiarów dla rozmiaru zastawki w zastosowaniu przezcewnikowej wymiany zastawki płucnej.
Badanie to zapewnia wyprostowany model wygenerowany z tomografii komputerowej serca 4D w celu uzyskania pożądanych poprawek dla naszego rozmiaru w zastosowaniu przezcewnikowej wymiany zastawki płucnej. Jest to wyprostowany model 4D, który umożliwia wymiarowanie zaworów dla TPV i zapewnia idealną rzeczywistość wirtualną, prezentując obiecującą metodę dla TPV i innowacji w urządzeniach. Metoda ta może również umożliwić rzeczywiste wymiarowanie zastawek dla przezcewnikowych plantacji zastawek arktycznych, z pomysłem na rzeczywistość wirtualną, a także dla innowacji w urządzeniach.
Zacznij od wybrania renderowania woluminów w menu rozwijanym modułów. Następnie wybierz sekwencję 4D z menu rozwijanego głośności. Wybierz CT serca trzy z menu rozwijanego ustawień wstępnych, aby wyświetlić serce 4D.
Dostosuj kursor poniżej menu rozwijanego ustawień wstępnych, aby wyświetlić tylko serce. Kliknij przeglądarkę sekwencji w menu rozwijanym modułu, aby wybrać i wyświetlić sekwencję 4D. Przeciągnij serce 4D do sceny 3D, aby obserwować serce z różnych kierunków.
Wybierz funkcje włączania i wyświetlania ROI w opcjach przycinania poniżej paska zmiany biegów, aby przyciąć objętość 4D bijącego serca, aby lepiej obserwować struktury serca. Wybierz edytor segmentów z menu rozwijanego modułu. Następnie kliknij efekt nożyczek z operacją wypełnienia wewnątrz, aby wyciąć jedną klatkę.
Kliknij efekt głośności maski i zastosuj go, aby połączyć segmentację z sercem 4D jako zamaskowaną objętość. Wybierz efekt nożyczek z operacją wymazywania wewnątrz, aby usunąć kości i inne nieoczekiwane obszary. Wybierz efekt wysp, z operacją Zachowaj największą wyspę, aby usunąć małe obszary.
Wybierz efekt wymazywania za pomocą szczoteczki sferycznej od jednego do 3%, aby usunąć tkanki w łuku aorty z przyczepami do głównej tętnicy płucnej oraz tkankę między aortą wstępującą a żyłą główną górną. Po każdym kroku zastosuj efekt głośności maski, aby zamaskować objętość 4D i kontynuuj usuwanie obszarów, aż model prawego serca zostanie pokazany w scenie 3D. Kliknij przeglądarkę sekwencji i przejdź do następnej klatki.
Użyj efektu nożyczek z opcją wymazywania wewnątrz, aby wyciąć dowolny obszar w scenie 3D. Zastosuj tę samą metodę do pozostałych klatek, aż cała sekwencja 4D zostanie podzielona na segmenty. Kliknij przycisk przeglądarki sekwencji, aby wyświetlić wolumin 4D z prawym sercem.
Wybierz tryb edytora segmentów na pasku narzędzi. Dodaj dwie segmentacje dla każdej 10% klatki sekwencji 4D i nazwij je odpowiednio. Wybierz narzędzie do malowania efektami w module edytora segmentów z edytowalnym zakresem intensywności.
Zależy to od obrazów CT, aby namalować prawe serce sekwencją żyły głównej górnej, prawego przedsionka, prawej komory i tętnicy płucnej. Kliknij na inną segmentację. Użyj narzędzia do malowania, aby pomalować inne obszary, aby ogólnie prześledzić granice prawego serca.
Wybierz efekt uprawy z nasion. Wybierz opcję Zainicjuj i Zastosuj, aby zastosować efekt. Kliknij pokazany przycisk 3D w module edytora segmentów, aby wyświetlić model 3D współczesnej ramy.
Jak pokazano wcześniej, usuń lub ulepsz model 3D zgodnie z obrazami CT w trzech kierunkach, a następnie usuń lewą i prawą gałąź tętnicy płucnej w rozwidleniu. Model 3D z prawym sercem pokaże scenę 3D w każdej klatce. Wypożycz segmentacje w drzewie danych jako kopię zapasową.
Nazwij segmentacje. Na przykład 10% segmentacji oryginalnej i 10% segmentacji dla wyprostowanego modelu. Wybierz dokładną linię środkową z menu rozwijanego modułu.
Wybierz segmentację z menu rozwijanego powierzchni w sekcji wejściowej modułu wyodrębniania linii środkowej. Kliknij utwórz nowe znaczniki referencyjne w menu rozwijanym punktów końcowych. Kliknij przycisk umieść punkt znacznika, aby dodać punkty końcowe na górnej płaszczyźnie żyły głównej górnej i na płaszczyźnie końcowej głównej tętnicy płucnej.
Wybierz opcję Utwórz nowy model jako model linii środkowej i utwórz nową krzywą znaczników jako krzywą linii środkowej w drzewie menu wyników. Kliknij Zastosuj, aby wyświetlić model prawego serca linii środkowej. Kliknij moduł danych, a następnie kliknij prawym przyciskiem myszy krzywą linii środkowej, aby edytować jej właściwości.
Kliknij ikonę oka, aby wyświetlić punkty kontrolne. W sekcji ponownego próbkowania ustaw liczbę ponownie próbkowanych punktów na 40, aby zmniejszyć obciążenie komputera. Wybierz zakrzywione formatowanie płaskie z menu rozwijanego modułu.
Przesuń kursor po rozdzielczości krzywej i rozdzielczości przekroju do 0,8 milimetra. Ustaw rozmiar plasterka na 130 do 140 milimetrów. Utwórz nowy wolumin jako wyprostowany wolumin wyjściowy.
Kliknij Zastosuj, aby uzyskać wyprostowaną objętość. Wybierz renderowanie woluminów z menu rozwijanego modułu, aby wyświetlić wyprostowaną objętość. Wybierz wyprostowaną głośność z menu rozwijanego głośności i kliknij ikonę oka.
Wybierz CT serca trzy jako ustawienie wstępne. Przesuń kursor Shift, aby wyświetlić wyprostowaną głośność prawego serca w scenie 3D. W kolumnie Skorygowany wolumin w drzewie danych w nazwie wyprostowanego woluminu do segmentacji.
Kliknij prawym przyciskiem myszy, aby podzielić wyprostowaną objętość na segmenty. Wybierz efekt progu w module edytora segmentów, aby pokolorować żądane wyprostowane prawe serce. I kliknij Zastosuj, aby zastosować operację.
Wybierz efekt objętości maski, aby zamaskować wyprostowaną objętość, wybierając wyprostowaną objętość do segmentacji. Głośność jako głośność wejściowa i głośność wyjściowa. I kliknij Zastosuj, aby zastosować operację.
Kliknij przycisk Zastosuj, aby zastosować ustawienia w celu usunięcia kości, nieoczekiwanych i małych obszarów oraz tkanek, aby zachować tylko wyprostowaną segmentację prawego serca. Następnie sprawdź wyprostowaną objętość prawego serca i model 3D wyprostowanej segmentacji prawego serca w scenie 3D. Po uzyskaniu wyprostowanego renderowania woluminu prawego serca i wyprostowanych segmentacji dla pozostałych klatek, zapisz je w odpowiednim folderze.
Dodaj pięć płaszczyzn opisanych w rękopisie do wyprostowanych modeli w każdej klatce, przytrzymując Shift na klawiaturze i używając krzyżyka lub funkcji na pasku narzędzi pięciu płaszczyzn. Kliknij moduł tworzenia i umieszczania na pasku narzędzi, aby wybrać efekt płaszczyzny. Wybierz efekt linii, aby zmierzyć obrysy.
Wybierz efekt zamkniętej krzywej, aby uzyskać obwody i pola przekroju poprzecznego. I skopiuj dane, aby skompilować zestaw danych. Aby wykonać pomiary objętości prawej komory w wyprostowanym modelu, należy ustawić wyprostowaną segmentację w kolumnie w każdej klatce uzyskanej z sekwencji 4D i oznaczyć segmentację zgodnie z pasującą ramką do pomiaru objętości.
Wybierz moduł statystyk segmentów z menu rozwijanego modułu. Wybierz segmentację i skalę głośności w menu wejść, a później segmentację X procent do pomiaru objętości. Wybierz pozycję utwórz nową tabelę jako tabelę wyjściową i kliknij przycisk Zastosuj, aby zastosować operacje w celu uzyskania tabeli woluminów.
Film pokazuje modele 4D całego serca i prawego serca wygenerowane na podstawie sekwencji 4D CT serca, które wykazały zniesławienie przez cały cykl pracy serca. Całe zniesławienie bijącego serca i prawego serca przejawia się we wszystkich kierunkach. Rysunek przedstawia wyprostowane modele prawego serca, uzyskane zgodnie z objętością maski w każdych 10% segmentacji, w celu zilustrowania deformacji prawego serca w wyprostowanym modelu na statku J przed CT. Zmiany pola przekroju poprzecznego, obwodu i obwodu uzyskano w różnych fazach cyklu pracy serca w celu wygenerowania wykresów tendencji, jak pokazano na rysunku pierwszym.
W przypadku tej metody ważne jest, aby zamaskować objętość i skoncentrować się na segmentacjach, zbudować wyprostowane modele i wykonać pomiary NPR na pięciu wybranych planach. Metoda ta ma kluczowe znaczenie dla naukowców do analizy ICT kardiologicznych, bardziej wizualizowanych pod kątem interwencyjnego leczenia sprzętowego oraz rozwoju urządzeń medycznych po ich opracowaniu.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Niniejsze badanie dostarcza wyprostowanego modelu wygenerowanego z 4D CT serca w celu uzyskania pożądanych zmian w wymiarowaniu zastawek w zastosowaniu przezskórnej wymiany zastawki płucnej. Metoda przedstawia idealną rzeczywistość wirtualną dla innowacji urządzeń.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Wizualizowanie serca
- Przezskórna wymiana zastawek
- Techniki modelowania 4D
Tło
- Przezskórna wymiana zastawki płucnej (TPV) to minimalnie inwazyjna procedura.
- Dokładne wymiarowanie zastawek jest kluczowe dla sukcesu wyników.
- 4D CT serca zapewnia dynamiczne obrazowanie serca.
- Innowacyjne techniki modelowania mogą poprawić planowanie chirurgiczne.
Cel badania
- Ocena nowej metodologii wymiarowania zastawek za pomocą wyprostowanego modelu 4D.
- Poprawa dokładności procedur przezskórnej wymiany zastawek.
- Zbadanie potencjału innowacji urządzeń w interwencjach kardiologicznych.
Stosowane metody
- Generowanie wyprostowanego modelu z danych 4D CT serca.
- Techniki renderowania objętościowego do wizualizacji.
- Wybór konkretnych predefiniowanych ustawień dla optymalnego wyświetlania struktur serca.
- Zastosowanie modelu do wymiarowania zastawek w TPV.
Główne wyniki
- Wyprostowany model 4D umożliwia precyzyjne wymiarowanie zastawek.
- Prezentacje w rzeczywistości wirtualnej poprawiają rozumienie anatomii serca.
- Metodologia pokazuje obiecujące zastosowania dla przyszłych innowacji urządzeń.
- Potencjalne zastosowania obejmują przezskórne sadzenie zastawek aorty.
Wnioski
- Badanie pokazuje nowatorskie podejście do wymiarowania zastawek za pomocą 4D CT serca.
- Innowacyjne techniki modelowania mogą znacząco wpływać na wyniki TPV.
- Dalsze badania mogą rozszerzyć zastosowania tej metodologii.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Dynamic 4D cardiac CT-guided valve sizing addresses a critical challenge in transcatheter pulmonary valve replacement (TPVR) by enabling precise, quantitative assessment of right ventricular outflow tract (RVOT) and pulmonary artery (PA) anatomy throughout the cardiac cycle. This approach enhances predictive confidence in device selection, reducing the risk of stent misplacement and paravalvular leak, and supports innovation in device design and procedural planning. Integrating 4D modeling into the discovery-to-preclinical continuum strengthens translational continuity and portfolio decision-making for structural heart interventions.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative interrogation of RVOT and PA dynamics for functional target validation in device development.
- Supports mechanistic de-risking by visualizing anatomical deformation across the cardiac cycle.
- Improves predictive confidence in device fit and performance, informing early go/no-go decisions.
Screening & Assay Development
- Facilitates preparation of validated anatomical models for device sizing and simulation workflows.
- Standardizes measurement of diameter, area, and circumference across multiple cardiac phases.
- Enables reproducible, quantitative outputs for comparative device evaluation and screening.
Translational & Preclinical Research
- Aligns device sizing with disease-relevant, dynamic anatomical models for translational continuity.
- Supports risk-adjusted advancement by providing robust, quantitative endpoints for preclinical validation.
- Enhances predictive de-risking for device performance in physiologically relevant systems.
Pipeline & Workflow Integration
This 4D CT-guided workflow bridges early discovery, device screening, and preclinical validation by providing dynamic, quantitative anatomical data for TPVR device development.
- Discovery Biology: Quantifies RVOT and PA deformation to clarify device-anatomy interactions and reduce mechanistic ambiguity.
- Screening: Delivers standardized, reproducible measurements for device sizing and comparative analysis.
- Analytics: Provides cross-sectional area, circumference, and volume readouts to support statistical comparison of device fit.
- Translational Research: Ensures continuity from discovery through preclinical validation using disease-relevant, dynamic models.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging and analysis pipeline for future device innovation and procedural planning.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces biological risk in device sizing and placement.
- Operational Value: Standardizes dynamic anatomical measurements and supports reproducibility across teams.
- Strategic Value: Enables better go/no-go decisions and capital efficiency by reducing late-stage device failure risk.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of structural heart device candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in advanced cardiac imaging and 4D CT reconstruction.
- Demands access to specialized 3D/4D image analysis and segmentation software.
- Necessitates cross-team standardization of measurement protocols and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different anatomical models or device types.
- Computational load and segmentation complexity may limit throughput in large-scale studies.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:47
Create 4D Beating Heart Volume and Beating Right Heart Volume
2:59
Create Straightened Models from the 4D Sequence
4:26
Addition of Centerline to the Right Heart Model
5:29
Creating a Straightened Model
7:15
Perform Five Planar Measurements
8:26
Results: Deformation of Heart and Its Measurements
9:13
Conclusion
