Name: Reconstruções anatômicas do sistema venoso cardíaco humano usando contraste Tomografia computadorizada de Amostras de perfusão-fixados (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-04-18T09:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 2 s
Description: Aprenda a gerar modelos 3D do sistema venoso cardíaco humano usando tomografia computadorizada com contraste em amostras perfusão-fixadas. Esta técnica permite medições anatômicas precisas sem exposição a agentes de contraste ou radiação em pacientes.

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Gostaríamos de reconhecer Dionna Gamble, Allison Larson, e Katia Torres para a assistência com a geração de modelos e medidas, Monica Mahre de assistência manuscrito, Gary Williams para a assistência técnica, Jerrald Spencer Jr. para a assistência com as figuras e os Serviços de Imagem Fairview no Universidade de Minnesota. O financiamento foi recebido do Instituto de Engenharia em Medicina (Universidade de Minnesota) e, em parte, a partir de um contrato de pesquisa com Medtronic Inc.

Procedimento A tabela 1 resume os materiais utilizados durante o processo. Figura 1 fornece uma visão geral do processo. 1. Espécime e Scan Preparação <ol><li> Obter os corações humanos isolados frescos e, posteriormente, a perfusão corrigi-los em formol tamponado 10% em seu estado diastólica final. </li><li> Enxaguar os corações a serem digitalizados em água no dia antes da digitalização, a fim de remover a maior parte da formalina. </li><li> 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. </li><li> Uma vez no lugar, inflar o balão de cateter do presente venograma para ancorar o cateter na CS. </li><li> 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. </li></ol> 2. Tomografia computadorizada <ol><li> 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. </li><li> 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. </li><li> Injectar automaticamente 40 ml de contraste para dentro do sistema venoso cardíaco de 5 ml / seg. </li><li> 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. </li><li> Injetar automaticamente 40 ml de solução salina para o sistema venoso cardíaco em 5 ml / seg para expulsar o contraste. </li><li> Exportar as imagens CT DICOM em um disco rígido externo. </li></ol> 3. Reconstrução e Medidas <ol><li> Envie CT imagens DICOM em Imita Software. </li><li> Gerar uma máscara para o CT images que contém apenas pixels com unidades de alta Hounsfield para destacar apenas o contraste presente no coração. </li><li> 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. </li><li> Preencher manualmente em bolsões de ar dentro de um determinado período de veia por quadro. </li><li> Gerar um objeto 3D da máscara resultante. </li><li> Alisar e enrolar esse objeto para eliminar geometrias difíceis. Video 1 apresenta um destes modelos 3D girando no espaço. </li><li> Gerar centrais para cada modelo 3D criado. </li><li> 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. </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>
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<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>

Não há conflitos de interesse declarados.

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...

reconstruções anatômicas do sistema venoso cardíaco humano usando contraste tomografia computadorizada de amostras de perfusão-fixados

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

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: <a href="http://www.vhlab.umn.edu/atlas" target="_blank">www.vhlab.umn.edu / atlas</a> .

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. <tabl...

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.

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

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

O objetivo geral deste procedimento é gerar modelos tridimensionais do sistema venoso cardíaco humano para o desenvolvimento de um banco de dados anatômico que possa ser utilizado no projeto de dispositivos cardíacos empregados nesses vasos. Isso é realizado primeiramente preparando a amostra de coração humano, fixando-a em seu estado diastólico final e canulando o seio coronário com um cateter balão venograma. Na segunda etapa, são obtidas imagens de tomografia computadorizada com contraste do sistema venoso cardíaco durante o passo final.Modelos 3D são gerados a partir dos exames de TC, a partir dos quais podem ser obtidas várias medidas anatômicas. Uma das principais vantagens da nossa técnica em comparação com outros métodos, como a avaliação in vivo da anatomia venosa cardíaca, é que não há exposição do paciente a agentes de contraste ou radiação. Tivemos pela primeira vez a ideia deste método quando estávamos originalmente mapeando o sistema venoso cardíaco desses corações fixados por perfusão, utilizando um microscriba na superfície epicárdica.No entanto, este método apresentava algumas limitações. Era limitado pela quantidade de tecido adiposo, além de gerar modelos 2D. O u

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

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Bioengineering

Bioengenharia

Visualização dos vasos coronários é fundamental para avançar na compreensão das doenças cardiovasculares. Descrevemos aqui um método para a perfusão vasculatura coronária murino com uma borracha de silicone radiopaco (Microfil), em preparação para imagiologia Tomografia micro-computadorizada (μCT).

Perfusão retrógrada e enchimento da vasculatura coronariana do rato como preparação para Micro tomografia computadorizada

Implantação de enxertos ósseos autólogos e alogênicos constituem aceite abordagens para tratar a maior perda óssea craniofacial. No entanto, o efeito da composição do enxerto sobre a interacção entre a neovascularização, a diferenciação celular e a formação de osso não é clara. Nós apresentamos um protocolo de imagiologia multimodal objetivou elucidar a interdependência angiogênese-osteogênese na proximidade do enxerto.

Tomografia Computadorizada e imageamento óptico de acoplamento Osteogenesis-angiogênese para avaliar a integração do osso craniano Autoenxertos e Aloenxertos

Este método descreve o uso da Microtomografia Computadorizada Quântica (MicroCT) para avaliar a morfologia, função, perfusão, metabolismo e viabilidade cardíaca com contraste iodado em camundongos com isquemia miocárdica induzida experimentalmente. A técnica pode ser aplicada para imagens longitudinais in vivo não destrutivas de alto rendimento de vários modelos animais de doenças cardíacas humanas.

In Vivo quantitativa Avaliação da Estrutura do miocárdio, função, perfusão e viabilidade Usando Cardiac Micro-Tomografia Computadorizada

Este artigo descreve uma metodologia detalhada de usando uma borracha de silicone radiopaco à base de chumbo para perfundir vasculatura murino para quantificação do diâmetro da aorta em um modelo do rato de aneurisma da aorta e dissecação.

Análise quantitativa de Micro-CT de Aortopathy em um modelo do rato de β-aminopropionitrile-induzida de aneurisma da aorta e dissecação

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Ressonância magnética cardíaca para avaliação de suspeita de trombo cardíaco: técnicas convencionais e emergentes

Este protocolo apresenta uma coleção de dados geométricos sarcomere, cálcio e macroscópico de uma trabecula cardíaca ex vivo. Essas medidas simultâneas são possíveis pela integração de três modalidades de imagem.

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Este protocolo apresenta um pipeline abrangente para analisar amostras obtidas de corações humanos que abrangem as escalas microscópica e macroscópica.

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Aprenda a gerar modelos 3D do sistema venoso cardíaco humano usando tomografia computadorizada com contraste em amostras perfusão-fixadas. Esta técnica permite medições anatômicas precisas sem exposição a agentes de contraste ou radiação em pacientes.

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