Magneticamente Assistida deflexão da ponta Remote Controlled microcateter em Imagem por Ressonância Magnética

O objetivo geral do experimento a seguir é desenvolver e testar um sistema de controle para melhorar o direcionamento de cateteres endovasculares em ressonância magnética intervencionista. Isso é conseguido fabricando microcateteres com minúsculos eletroímãs em suas pontas como um segundo passo. Os microcateteres são conectados a um sistema de controle personalizado para navegação controlada remotamente.

Em seguida, os microcateteres são desviados de forma controlada em banhos-maria e navegados em simuladores, que simulam condições nos vasos sanguíneos dos pacientes. Os resultados dos experimentos em banho-maria mostram deflexões previsíveis da ponta do cateter com base na quantidade e polaridade da corrente elétrica aplicada às microbobinas de direção. A navegação bem-sucedida em simuladores de embarcações demonstra a capacidade de direção do cateter.

A principal vantagem da navegação guiada por ressonância magnética em comparação com a navegação convencional por cateter endovascular de raios-x é que a ressonância magnética permite ao intervencionista informações importantes, como informações de perfusão e difusão, em tempo real, ajudando assim a tomar as melhores decisões intraprocedimento possíveis. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da ressonância magnética intervencionista, como se a capacidade de controlar a ponta do cateter remotamente pode melhorar a eficácia dos procedimentos atuais de ressonância magnética intervencionista. As aplicações potenciais incluem o tratamento endovascular de tumor de acidente vascular cerebral e arritmia cardíaca.

Geralmente, os indivíduos novos nesse método terão dificuldades porque é uma abordagem única para a orientação intervencionista. Para iniciar a fabricação de micro bobinas, obtenha um microcateter disponível comercialmente para um substrato. Certifique-se de que os cateteres não tenham componentes Ferris, sejam considerados ressonância magnética ou mr.Safe

e variem em tamanho de 2,3 a 3,0 tamanho francês. Use um sistema de pulverização catódica para aplicar uma camada de semente de cobre a um tubo isolante de poliamida ou Illumina de um a dois milímetros de diâmetro externo. A aplicação da fotorresistência e a padronização do cobre conforme descrito no protocolo de texto, permite a fabricação de padrões de cobre do solenóide e do leme holt.

Continue a seguir as instruções de montagem no protocolo de texto para adicionar o tubo isolante à ponta do microcateter com filme retrátil e inserir o fio de cobre. Depois de conectar os fios da microbobina a uma linha de transmissão modificada de três pés para telefone, a fabricação da microbobina está completa para testes in vitro da microbobina em banho-maria. Primeiro, faça um pequeno orifício no centro da lateral de uma bacia de plástico a cerca de cinco centímetros do fundo.

Insira uma bainha vascular de 11 cordes franceses Avanti através do orifício. Corte a ponta distal da bainha vascular deixando um pedaço de quatro centímetros de comprimento que se estende para dentro da bacia. No final da bainha, conecte uma válvula hemostática rotativa ou duas válvulas EORs para estabilizar a localização do microcateter.

Encha a bacia com água destilada garantindo a submersão completa do aparelho. Insira o cateter com a ponta enrolada através da bainha vascular e da válvula. Meça e registre o comprimento irrestrito do microcateter que se estende da válvula até o banho-maria.

Coloque o banho-maria com sistema de microcateter dentro do ímã do scanner de ressonância magnética e oriente em relação ao orifício do ímã. Conecte o cabo telefônico modificado de três pés conectado ao cateter a uma linha de transmissão de cabo telefônico RJ 25 de 11 pés usando uma tomada telefônica bidirecional. Em seguida, coloque as linhas de transmissão através de um guia de ondas.

Agora conecte a outra extremidade do cabo telefônico de 25 pés a uma fonte de alimentação regulada dupla para fornecer até um amp de corrente ao dispositivo e, em seguida, coloque a fonte de alimentação fora do scanner MR. Fora da linha de cinco gauss. Realize imagens com um sistema de RM clínica de 1,5 Tesla.

Aplique menos de 50 miliamperes de corrente para visualizar a posição da ponta do cateter sob ressonância magnética. Um pequeno momento magnético será produzido na ponta do cateter para visualizar um artefato distinto, uma forma variável dependendo de quais bobinas são energizadas. Aplique quantidades variáveis de corrente na faixa de mais ou menos 100 miliamperes da fonte de alimentação dupla Lambda para as bobinas e observe a deflexão da ponta na configuração do banho-maria porque a deflexão da ponta é quase instantânea, a corrente só precisa ser aplicada por cerca de um a dois segundos.

Para visualizar a deflexão máxima, repita e registre aplicações consecutivas de quantidades definidas de RM de aquisição de corrente. Usando uma sequência de flash de instantâneo 2D, que pode ser encontrada no texto. Como etapa final, analise e meça as deflexões angulares de imagens capturadas com vários aplicativos de computador para testes in vitro da microbobina em uma construção de simulador de vaso, um simulador de vaso oco com uma interseção em forma de Y de tubo de borracha. Antes da experimentação, encha o simulador do recipiente com uma solução molar 0,0102 de agente de contraste de gadolínio em água destilada.

Para criar contraste entre os vasos fantasmas e o fundo, monte o sistema de microcateter. Conecte o cateter à fonte de alimentação e posicione conforme demonstrado anteriormente no vídeo. Posicione a ponta do microcateter na base da abertura do vaso.

Coloque o fantasma dentro do ímã do scanner de ressonância magnética e oriente-o em relação ao orifício do ímã. Use o mesmo procedimento de RM do banho-maria, exceto para empurrar simultaneamente a extremidade do cubo do cateter com a mão, permitindo o avanço mecânico através do simulador do vaso no ponto de ramificação do vaso. Aplique uma quantidade suficiente de corrente para desviar com sucesso a ponta do cateter para o recipiente desejado.

Avance a ponta do cateter para dentro deste vaso empurrando manualmente a extremidade do cateter. Retraia a ponta do cateter para a bifurcação do vaso e repita no ramo oposto. Um ângulo de deflexão entre zero e 90 graus deve ser observado a partir da aplicação de 50 a 300 miliamperes de corrente fornecida simultaneamente a ambas as bobinas de um sistema combinado de solenoide e microcateter de bobina de leme.

A deflexão da ponta do cateter é observável com a aplicação de corrente aqui. Um artefato florescente da bobina energizada é claramente visível. Um aumento na corrente aplicada deve resultar em um aumento no ângulo de deflexão do microcateter, enquanto uma reversão na polaridade da corrente deve resultar em deflexão na direção exatamente oposta à observada com a corrente positiva.

Este vídeo mostra a deflexão ântero-posterior do cateter nas aplicações de banho-maria de 50 miliamperes e 100 miliamperes de corrente resultou em deflexões consistentes de 10 graus e 14,5 graus, respectivamente. A corrente positiva causa deflexão da ponta no plano anterior e a corrente negativa resulta em deflexão no plano posterior. Aqui é mostrada a deflexão do cateter esquerdo direito em banho-maria, aplicações de 50 miliamperes e 100 miliamperes de corrente resultaram em deflexões consistentes de 11,5 graus e 17 graus, respectivamente.

A corrente positiva causa deflexão da ponta no plano direito e a corrente negativa resulta em deflexão no plano esquerdo, conforme mostrado aqui. A deflexão e o direcionamento do cateter podem ser controlados através de um vaso. A corrente fantasma é aplicada à ponta do cateter enrolado, produzindo o florescimento da visualização.

O cateter é mecanicamente avançado e a corrente é aplicada para causar deflexão no ramo do vaso inferior. O cateter é então retraído pela polaridade da corrente invertida. O cateter é desviado e avançado para o ramo do vaso superior, a deflexão do cateter em um simulador de bifurcação é mostrada aqui.

A corrente aplicada ao cateter permite o direcionamento e o avanço bem-sucedidos para o ramo do vaso esquerdo do simulador. O cateter é então retraído para o ponto de ramificação e direcionado para o ramo do vaso direito. Após este procedimento, a deflexão do cateter pode ser realizada em objetos simuladores de vasos mais complexos sob orientação de ressonância magnética para explorar ainda mais a navegabilidade do sistema de cateter após seu desenvolvimento.

Essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da radiologia neurointervencionista e da radiologia intervencionista explorarem a ressonância magnética intervencionista como uma modalidade terapêutica. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como as deflexões previsíveis da ponta do cateter são produzidas com este sistema de cateter com ponta de microbobina. Não se esqueça de que trabalhar com uma lâmina de laser pode ser extremamente perigoso e que o equipamento de proteção adequado deve ser usado o tempo todo.