Reconstruções anatômicas do sistema venoso cardíaco humano usando contraste Tomografia computadorizada de Amostras de perfusão-fixados

Resumo

O objetivo desta pesquisa é o de recriar e, em seguida, acessar a anatomia do sistema venoso cardíaco humano utilizando reconstruções 3D gerados a partir de contraste de tomografia computadorizada.

Resumo

Uma compreensão detalhada da complexidade e variabilidade relativa dentro do sistema venoso cardíaco humano é crucial para o desenvolvimento de dispositivos cardíacos que requerem acesso a estes vasos. Por exemplo, a anatomia venosa cardíaco é conhecido por ser uma das principais limitações para a entrega adequada da terapia de ressincronização cardíaca (TRC) ¹ Assim, o desenvolvimento de uma base de dados de parâmetros para o sistema venoso anatómicas cardíacas humanas podem auxiliar na concepção de entrega CRT dispositivos para superar essa limitação. Neste projeto de pesquisa, os parâmetros anatômicos foram obtidos a partir de reconstruções 3D do sistema venoso por meio de tomografia contrastada computadorizada (TC) e software de modelagem (Materialise, Leuven, Bélgica). Os seguintes parâmetros foram avaliados para cada veia: comprimento do arco, tortuosidade, o ângulo de ramificação, distância para o óstio do seio coronário, e diâmetro do vaso.

CRT é um tratamento potencial para patientos com dissincronia eletromecânica. Cerca de 10-20% dos pacientes com insuficiência cardíaca podem se beneficiar de CRT ^2. Dissincronia eletromecânica implica que as partes do miocárdio e ativar contrato mais cedo ou mais tarde do que o caminho normal de condução do coração. Em CRT, as áreas dissincronizados do miocárdio são tratadas com estimulação elétrica. CRT ritmo tipicamente envolve a estimulação pistas que estimulam o átrio direito (AD), ventrículo direito (VD) e ventrículo esquerdo (VE) para produzir ritmos mais ressincronizados. A vantagem do LV é tipicamente implantado dentro de uma veia cardíaca, com a finalidade de se sobrepor-lo dentro do local da activação do miocárdio recente.

Acreditamos que os modelos obtidos e as análises do mesmo irá promover a educação anatômica para os pacientes, estudantes, médicos, designers e dispositivos médicos. As metodologias empregadas aqui também pode ser utilizado para estudar outras características anatômicas dos nossos espécimes cardíacas humanas, tais comoas artérias coronárias. Para incentivar ainda mais o valor educativo desta pesquisa, nós compartilhamos os modelos venosas em nosso site de acesso gratuito: www.vhlab.umn.edu / atlas .

Protocolo

Procedimento

A tabela 1 resume os materiais utilizados durante o processo. Figura 1 fornece uma visão geral do processo.

1. Espécime e Scan Preparação

1. Obter os corações humanos isolados frescos e, posteriormente, a perfusão corrigi-los em formol tamponado 10% em seu estado diastólica final.
2. Enxaguar os corações a serem digitalizados em água no dia antes da digitalização, a fim de remover a maior parte da formalina.
3. Antes de ir para o scanner, canulação do seio (CS) da veia coronária dentro de cada coração com um cateter balão venogram. Obter acesso ao CS, quer através da veia cava superior ou inferior sob visão direta ou o uso de videoscopes.
4. Uma vez no lugar, inflar o balão de cateter do presente venograma para ancorar o cateter na CS.
5. Colocar cada coração dentro de um contentor de polímero passível de ser vedado no topo de uma esponja que foi concebido de modo a queo coração pode sentar-se em sua posição anatômica attitudinally correta.

2. Tomografia computadorizada

1. Posicione um determinado coração na mesa do scanner CT, como se o paciente estava deitado em decúbito dorsal e cabeça pela primeira vez no scanner.
2. Ligar a extremidade proximal do cateter venograma a um injector que contém duas seringas de injecção: uma para o contraste e uma solução salina para.
3. Injectar automaticamente 40 ml de contraste para dentro do sistema venoso cardíaco de 5 ml / seg.
4. CT varredura do coração 8 segundos após a injeção de contraste é iniciada. Defina a tomografia computadorizada de 512 x 512 pixel de resolução com 0,6 mm de espessura de fatia.
5. Injetar automaticamente 40 ml de solução salina para o sistema venoso cardíaco em 5 ml / seg para expulsar o contraste.
6. Exportar as imagens CT DICOM em um disco rígido externo.

3. Reconstrução e Medidas

1. Envie CT imagens DICOM em Imita Software.
2. Gerar uma máscara para o CT images que contém apenas pixels com unidades de alta Hounsfield para destacar apenas o contraste presente no coração.
3. Remover contraste que vazou para dentro das câmaras ou se difunde para o tecido de modo que a máscara contém apenas o contraste dentro dos grandes vasos cardíacos.
4. Preencher manualmente em bolsões de ar dentro de um determinado período de veia por quadro.
5. Gerar um objeto 3D da máscara resultante.
6. Alisar e enrolar esse objeto para eliminar geometrias difíceis. Video 1 apresenta um destes modelos 3D girando no espaço.
7. Gerar centrais para cada modelo 3D criado.
8. Usando essas centrais, medir o comprimento do arco, o ângulo de ramificação, tortuosidade (comprimento do arco / distância linear), e diâmetros para cada navio grande em cada coração. A nomenclatura empregada anatómica é apresentado na Figura 2.

Resultados

A Tabela 2 apresenta os parâmetros anatómicas mediana para as grandes veias cardíacas de 42 espécimes de coração humano. Todos os espécimes de coração continha uma veia interventricular posterior (PIV) e veia interventricular anterior (AIV). Algumas amostras continham mais do que uma veia posterior do (PVLV), veia póstero-lateral do LV (VLP), veia lateral esquerdo (LLV), e / ou veia ântero-lateral (ALV), enquanto que outros corações não podem ter uma ou duas destas veias específicos presentes.

Discussão

Nosso laboratório está desenvolvendo uma biblioteca de perfusão-fixadas espécimes cardíacas para vários estudos anatômicos. Até o momento, temos mais de 240 espécimes preservados. Os métodos específicos que temos utilizado para preparar estes espécimes foram anteriormente descritas ^3. O presente estudo descreve uma nova metodologia para mapear o sistema venoso cardíaco humano e para o desenvolvimento de uma base de dados anatómica, o que poderia ser utilizada para a concepção de dispositivos cardíacos utiliza...