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

O objetivo geral deste procedimento é gerar modelos 3D do sistema venoso cardíaco humano para o desenvolvimento de um banco de dados anatômico que possa ser usado para o projeto de dispositivos cardíacos empregados nesses vasos. Isso é feito preparando primeiro a amostra do coração humano, fixando-a em seu estado diastólico final e canulando o seio coronário com um cateter de balão de veneno. Na segunda etapa, contraste, imagens de TC do sistema venoso cardíaco são obtidas durante a etapa final.

Modelos 3D são gerados a partir das tomografias computadorizadas, a partir das quais várias medidas anatômicas podem ser obtidas. Uma das principais vantagens de nossa técnica em relação a outros métodos, como a avaliação in vivo da anatomia venosa cardíaca, é que não há exposição de um paciente a agentes de contraste ou radiação. Tivemos a ideia desse método pela primeira vez quando estávamos originalmente mapeando o sistema venoso cardíaco desses corações fixos em profusão usando um micro escriba na superfície epicárdica.

No entanto, esse método apresentava algumas limitações. Foi limitado pela quantidade de tecido adiposo, bem como gerou modelos 2D. O uso de tcs de contraste para geração de modelos supera essas limitações assim que são obtidas.

A perfusão fixa os corações humanos recém-isolados em seu estado diastólico final em forma tamponada a 10%. Em seguida, no dia anterior ao escaneamento, enxágue os corações em água para remover a maior parte da formina antes de ir para o scanner. Use um cateter de balão de venograma para canular a veia sinusal coronária dentro de cada coração através da veia cava inferior.

Sob visualização direta. Uma vez colocado, encha o balão do cateter de venograma para ancorar o cateter no seio coronário. Agora, coloque cada coração dentro de um recipiente de polímero lacrado em cima de uma esponja projetada para apoiar o coração em sua posição anatômica atitudinalmente correta.

Comece posicionando o coração na cama do tomógrafo como se o paciente estivesse deitado em decúbito dorsal e de cabeça no scanner. Em seguida, conecte a extremidade proximal do cateter de venograma a um injetor que contenha duas seringas de injeção. Um para contraste e outro para solução salina.

Agora injete automaticamente 40 mililitros de contraste no sistema venoso cardíaco a cinco mililitros por segundo. Oito segundos após o início da injeção de contraste, a tomografia computadorizada da configuração do coração, digitaliza para resolução de 512 por 512 pixels com espessura de corte de 0,6 milímetros. Em seguida, elimine o contraste injetando automaticamente mais 40 mililitros de solução salina no sistema venoso cardíaco.

A cinco mililitros por segundo, exporte as imagens CT DICOM para um disco rígido externo. Agora carregue as imagens DICOM de TC no software de imitação e gere uma máscara para as imagens de TC que contém apenas pixels com unidades de campo de cães altos. Para destacar apenas o contraste presente no coração, remova qualquer contraste que tenha vazado para as câmaras ou se difundido no tecido para que a máscara contenha apenas o contraste dentro das principais veias cardíacas.

Em seguida, preencha manualmente as bolsas de ar dentro de uma determinada veia quadro a quadro e gere um objeto 3D a partir da máscara resultante. Em seguida, suavize e envolva a máscara para eliminar quaisquer geometrias ásperas e, em seguida, gere linhas centrais para cada modelo 3D criado. Para minimizar a variabilidade do usuário na geração dos modelos 3D, é importante que o usuário siga cuidadosamente o protocolo detalhado, bem como que um observador verifique o modelo antes de gerar as linhas centrais.

Finalmente, use as linhas centrais para medir o comprimento do arco, o ângulo de ramificação, a tortuosidade e os diâmetros de cada vaso principal em cada coração. Nesta tabela, são apresentados os parâmetros anatômicos medianos para as principais veias cardíacas de 42 espécimes de coração humano. Todas as amostras de coração continham uma veia cardíaca média e uma veia interventricular anterior.

Alguns espécimes continham mais de uma veia inferior, veia lateral inferior, veia lateral e/ou veia anterolateral. Embora outros corações possam não ter tido uma ou duas dessas veias específicas presentes neste filme, um modelo 3D representativo pode ser observado girando no espaço. Siga este procedimento, uma das vantagens é que você pode usar a visualização com escopos de vídeo dentro das veias cardíacas para avaliar a anatomia, validar os modelos de TC e também determinar onde existem várias estruturas, como veias cardíacas, que você não pode ver na TC após seu desenvolvimento.

Essa técnica permite que pesquisadores da área de engenharia biomédica explorem o sistema venoso cardíaco e o desenvolvimento de dispositivos cardíacos que utilizam esses vasos. Em última análise, a modelagem e o mapeamento do sistema venoso cardíaco humano fornecerão novos insights sobre a anatomia relevante para realizar vários procedimentos clínicos.