Name: Um Protocolo Computacional Baseado em Ressonância Magnética para Análise da Morfologia e Hemodinâmica da Placa em Pacientes com Estenose da Artéria Carótida (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-08-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: Explore a análise computacional da morfologia e hemodinâmica da placa em pacientes com estenose da artéria carótida usando dinâmica dos fluidos computacional. Este método permite avaliar fatores de risco fisiológicos para AVC de forma não invasiva.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<table><tbody><tr><td>CARMESIM</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Software online de código aberto</td></tr><tr><td>Horos</td><td>Horos</td><td>N/A</td><td>Software online de código aberto</td></tr><tr><td>MATLAB versão 14</td><td>Obras matemáticas</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Paraview</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Software online de código aberto</td></tr><tr><td>Scanner de ressonância magnética Siemens 3T VIDA&nbsp;</td><td>Siemens Healthineers</td><td>N/A</td><td></td></tr></tbody></table>

um protocolo computacional baseado em ressonância magnética para análise da morfologia e hemodinâmica da placa em pacientes com estenose da artéria carótida

A Magnetic Resonance Imaging-based Computational Protocol for Analysis of Plaque Morphology and Hemodynamics in Patients with Carotid Artery Stenosis

O uso desse fluxo de trabalho CFD informado por ressonância magnética emparelhado com a ressonância magnética qMatch permite a identificação das cargas hemodinâmicas através da estenose da ACI e dos componentes específicos da placa. Primeiro, começamos garantindo que tenhamos uma malha de alta qualidade para permitir uma representação precisa das características de fluxo em áreas críticas. Uma malha final deve conter um número adequado de elementos de malha com baixas proporções (Figura 1A). Uma malha grosseira com altas proporções provavelmente levará a resultados de simulação imprecisos. Em seguida, avançamos com a especificação de nossas condições de contorno (Figura 1B). Após a conclusão bem-sucedida da simulação e o ajuste apropriado da condição de contorno, a hemodinâmica não invasiva e específica do paciente pode ser coletada.
Métricas hemodinâmicas específicas que podem ser medidas, incluindo, mas não se limitando a, velocidade, fluxo, pressão (incluindo taxas de pressão e gradientes de pressão), WSS e OSI. A Figura 2 mostra um perfil de velocidade representativo através da bifurcação carotídea e da estenose da ACI. A visualização do perfil de velocidade máxima ao longo do ciclo cardíaco pode servir como um substituto para uma forma de onda de velocidade derivada de DHE. Assim, tanto o PSV quanto a velocidade diastólica final (VDF) podem ser aproximados. A Figura 3 mostra dois exemplos representativos da pressão (mmHg) através da bifurcação carotídea e estenose da ACI. Um gradiente de pressão pode ser medido coletando formas de onda de pressão proximais e distais à estenose.
Na Figura 3A, há pouca ou nenhuma diferença na pressão proximal (linha vermelha) e distal (linha azul) à estenose. No entanto, na Figura 3B, há uma grande diferença de pressão proximal (linha vermelha) e distal (linha azul) à estenose. A Figura 4 mostra dois exemplos representativos do WSS (Pa) mapeado na bifurcação carotídea e na estenose da ACI. Na Figura 4A, há um WSS baixo na estenose, enquanto na Figura 4B, há um grande WSS na estenose. A Figura 5 mostra uma comparação do OSI mapeado através da bifurcação carotídea antes (Figura 5A: pré-operatório) e depois (Figura 5B: pós-operatório) CEA. Os mapas pós-operatórios mostram áreas de maior OSI em comparação com o pré-operatório.
Após o pós-processamento apropriado das imagens qMatch, um conjunto de dados com seis conjuntos de DICOMs será gerado, incluindo sangue escuro, ponderado em T1, ponderado em T2, MRA, qMatch T1 Map e qMatch T2 Map sequências. Usando esses conjuntos de dados, os componentes da placa, incluindo cálcio, IPH, LRNC e espessura da capa fibrosa e/ou ruptura, podem ser visualizados e quantificados (usando o mapa T1 e as sequências do mapa T2). A Tabela 1 descreve as características gerais de cada componente da placa nos conjuntos de dados qMatch. A Figura 6 mostra um conjunto de dados qMatch representativo de um paciente com HPI. O contorno da ACI é representado com uma linha branca sólida, enquanto o lúmen do fluxo é representado com a linha branca tracejada e a placa é representada com a linha amarela tracejada. Características de HPI (linha vermelha sólida) demonstradas por sinal hiperintenso na imagem ponderada em T1 e medida de T1 reduzida no mapa T1. A Figura 7 mostra um conjunto de dados qMatch representativo de um paciente com placa fortemente calcificada. O contorno do ICA é representado com uma linha branca sólida, enquanto o lúmen do fluxo é representado com a linha branca tracejada. Porção calcificada da placa (linha laranja tracejada) demonstrada por hipossinal no sangue escuro, imagens ponderadas em T1 e T2.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig1.jpg"> 
Figura 1: Visão geral do método de modelagem de dinâmica de fluidos computacional. (A) Criação de geometria e malha específicas do paciente, bem como (B) especificação de condições de contorno. (A) Os dados de imagem DICOM não identificados do CTA são importados para o CRIMSON e a anatomia de interesse (incluindo CCA, ICA e ECA) é determinada. Os pontos da linha central são colocados ao longo do comprimento de cada vaso dentro da anatomia de interesse. Os limites da parede do vaso são especificados adicionando contornos. Os ramos da embarcação são elevados e, em seguida, combinados com uma operação de filete. O modelo geométrico final é então discretizado em uma malha, consistindo em vários elementos tetraédricos com refinamento de malha local no nível da estenose. (B) Um Windkessel de 3 elementos é prescrito para a saída ICA para permitir variações de pressão e velocidade. A PC-RM 2D com controle cardíaco é obtida no nível da ACC em C5 (círculo vermelho e elipse) e acima da bifurcação carotídea na ACE proximal (círculo laranja e elipse) e ACI média distal à lesão (círculo azul e elipse) para medir as formas de onda do fluxo sanguíneo volumétrico. Uma forma de onda de fluxo é prescrita para a entrada CCA e a saída ECA. Abreviaturas: CTA = angiotomografia computadorizada; CCA = artéria carótida comum; ACI = artéria carótida interna; ECA = artéria carótida externa; PC = Contraste de fase. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> 
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig2.jpg"> 
Figura 2: Informações de velocidade do fluxo de trabalho CFD. Direita) Velocidade (cm/s) mapeada para um modelo de bifurcação carotídea incluindo CCA, ECA e ICA com estenose grave na vista anterior. Esquerda) A velocidade máxima ao longo do tempo para um ciclo cardíaco pode ser visualizada, servindo como um substituto para o ultrassom duplex. Abreviaturas: CCA = artéria carótida comum; ECA = artéria carótida externa; ACI = artéria carótida interna. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig3.jpg"> 
Figura 3: Exemplo representativo de pressão (mmHg) mapeada através da bifurcação carotídea para dois casos na vista anterior. A pressão é mapeada para modelos geométricos do CCA, ECA e ICA. (A) Caso com mínima ou nenhuma diferença de pressão proximal (linha vermelha, forma de onda de pressão vermelha) e distal (linha azul, forma de onda de pressão azul) à estenose da ACI. (B) Caso com grande diferença de pressão proximal (linha vermelha, forma de onda de pressão vermelha) e distal (linha azul, forma de onda de pressão azul) à estenose da ACI. Abreviaturas: CCA = artéria carótida comum; ECA = artéria carótida externa; ACI = artéria carótida interna. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig4.jpg"> 
Figura 4: Exemplo representativo de tensão de cisalhamento da parede (Pa) mapeada através da bifurcação carotídea para dois casos na vista anterior. O WSS é mapeado para modelos geométricos do CCA, ECA e ICA. (A) Caso com baixa WSS através da estenose da ACI. (B) Caso com WSS grande através da estenose da ACI. Abreviaturas: WSS = tensão de cisalhamento da parede; CCA = artéria carótida comum; ECA = artéria carótida externa; ACI = artéria carótida interna. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig4large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> 
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig5.jpg"> 
Figura 5: Comparação do índice de cisalhamento oscilatório antes (pré-operatório) e depois (pós-operatório) da endarterectomia carotídea, incluindo as incidências anterior e posterior. O OSI é mapeado para modelos geométricos do CCA, ECA e ICA. Lesão e lesão reparada (segmentos onde OSI são comparados) são destacadas. Os mapas pós-operatórios retratam áreas de maior OSI em comparação com o pré-operatório. Abreviaturas: OSI = índice de cisalhamento oscilatório; CCA = artéria carótida comum; ECA = artéria carótida externa; ACI = artéria carótida interna; CEA = endarterectomia carotídea. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig5large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> 
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig6.jpg"> 
Figura 6: Um conjunto de dados qMatch representativo de um paciente com hemorragia intraplaca. (A) Sangue escuro, (B) ponderado em T1, (C) ponderado em T2, (D) MRA, (E) qMatch T1 Map e (F) qMatch T2 Map sequências. O contorno da ACI é representado com uma linha branca sólida, enquanto o lúmen do fluxo é representado com a linha branca tracejada e a placa é representada com a linha amarela tracejada. Características de HPI (linha vermelha sólida) demonstradas por sinal hiperintenso na imagem ponderada em T1 e medida de T1 reduzida no mapa T1. Abreviaturas: HPI = hemorragia intraplaca. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig6large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68447/68447fig7.jpg"> 
Figura 7: Um conjunto de dados qMatch representativo de um paciente com placa calcificada. (A) Sangue escuro, (B) ponderado em T1, (C) ponderado em T2, (D) MRA, (E) qMatch T1 Map e (F) qMatch T2 Map sequências. O contorno do ICA é representado com uma linha branca sólida, enquanto o lúmen do fluxo é representado com a linha branca tracejada. Porção calcificada da placa (linha laranja tracejada) demonstrada por hipossinal no sangue escuro, imagens ponderadas em T1 e T2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68447/68447fig7large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Componente de placa</td>
			<td>MRA</td>
			<td>Sangue Negro</td>
			<td>T1w</td>
			<td>T2W</td>
			<td>Mapa T1</td>
			<td>Mapa T2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPH</td>
			<td>+</td>
			<td></td>
			<td>+</td>
			<td></td>
			<td>Usado para quantificação</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cálcio</td>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LRNC</td>
			<td>=</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>-</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tampa Fibrosa</td>
			<td>-/=</td>
			<td></td>
			<td>-/=</td>
			<td>-</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
			<td>Usado para quantificação</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: Características dos componentes da placa em conjuntos de dados qMatch. Abreviaturas: ARM = Angiografia por ressonância magnética; T1w = T1 ponderado; T2w = T2 ponderado; HPI = hemorragia intraplaca; LRNC = núcleo necrótico rico em lipídios; + = hiperintenso; - = hipo-intenso; (=) iso-intenso.

Um Protocolo Computacional Baseado em Ressonância Magnética para Análise da Morfologia e Hemodinâmica da Placa em Pacientes com Estenose da Artéria Carótida

Current assessment and management of internal carotid artery (ICA) stenosis is based on the estimation of percentage stenosis via duplex ultrasound (DUS) ...

a-magnetic-resonance-imaging-based-computational-protocol-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Posicione um paciente humano com estenose carotídea interna, uma condição caracterizada pelo estreitamento da artéria carótida interna, na mesa de imagem para angiografia por subtração digital (DSA). Insira um angiocateter na artéria carótida comum no nível da quarta vértebra cervical. Capture uma imagem de raios-X pré-contraste para registrar estruturas de fundo como ossos e tecidos moles usando irradiação de raios-X. Administre um meio de contraste à base de iodo na artéria carótida. O meio...

Detecção de estreitamento da artéria carótida interna usando angiografia por subtração digital

Fonte: Chiu, S., et al. Ressonância Magnética de Contraste de Fase na Artéria Carótida Comum de Rato. J. Vis. Exp. (2018). Este vídeo demonstra a ressonância magnética de contraste de fase (PC-MRI) para medir o fluxo sanguíneo na artéria carótida comum de um rato. Depois de fixar um rato anestesiado no leito de ressonância magnética e garantir parâmetros fisiológicos estáveis, a artéria carótida comum é escaneada para capturar imagens em intervalos definidos. O fluxo sanguíneo é então calculado...

 Ressonância magnética com contraste de fase para avaliar o fluxo sanguíneo nas artérias de um rato

Um modelo de implante de stent na artéria carótida do rato é descrito. Comparado com outros métodos similares, este procedimento é muito rápido, simples e acessível, oferecendo a possibilidade de estudar em uma forma conveniente a reação da parede vascular para diferentes stents farmacológicos e os mecanismos moleculares de reestenose.

Um modelo murino de implante de stent na artéria carótida para o Estudo da reestenose

O presente artigo descreve as considerações metodológicas para várias avaliações não invasivas da função e morfologia vascular que são comumente usadas em pesquisas médicas para avaliar diferentes estágios da aterosclerose.

Uma abordagem metodológica para avaliações não-invasivas de função vascular e Morfologia

tecnologia de microondas permite a síntese extremamente rápida de nanopartículas de óxido de ferro para a caracterização placa de aterosclerose. O uso de um aminobifosfonado no lado externo da nanopartícula fornece uma acumulação rápida na área aterosclerótica.

Síntese orientada por microondas de óxido de ferro nanopartículas para detecção rápida de Aterosclerose

É descrito um protocolo para a estimativa de tempo de início de curso em um modelo do rato do curso explorando parâmetros quantitativos a ressonância magnética (qMRI). O procedimento explora MRI de difusão para a delimitação da lesão vascular cerebral agudo e quantitativos T1 e T2 (qT1 e qT2) tempos de relaxamento para o sincronismo de AVC.

Um protocolo de ressonância magnética para estimativa de tempo de início curso em situações de isquemia Cerebral permanente

O objectivo geral deste procedimento é para medir o fluxo sanguíneo na artéria carótida comum de rato usando contraste fase não invasiva imagiologia por ressonância magnética.

Imagens de ressonância magnética fase contraste na artéria carótida comum de rato

Desenvolvemos um pipeline de mecano-imagem para estudar as propriedades heterogêneas da placa aterosclerótica estrutural e mecânica. Essa tubulação permite a correlação do ângulo local predominante e da dispersão da orientação da fibra de colágeno, o comportamento de ruptura e as impressões digitais de deformação do tecido fibroso da placa.

Um método para estudar a correlação entre a estrutura local do colágeno e as propriedades mecânicas do tecido fibroso da placa aterosclerótica

O método da agulha de estenose bilateral assimétrica da artéria carótida comum é proposto para criar um modelo de camundongo para comprometimento cognitivo vascular e demência. Isso resulta em resultados de longo prazo em comparação com modelos previamente estabelecidos e é compatível com ressonância magnética ao vivo. A representação visual demonstrando o procedimento fornece orientação para o domínio da cirurgia.

Um modelo de camundongo para comprometimento cognitivo vascular e demência baseado em estenose bilateral assimétrica da artéria carótida comum guiada por agulha

Este protocolo demonstrará a extração e análise de ácidos graxos bioativos livres e esterificados das células. Os ácidos graxos são quantificados com precisão usando diluição de isótopos estáveis, cromatografia líquida quiral, espectrometria de massa de monitoramento de reações múltiplas de ionização química atmosférica de captura de elétrons (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Extração de lipídeos celulares para Targeted diluição de isótopos estáveis ​​Líquido Análise Espectrometria de Massa-Cromatografia

Explore a análise computacional da morfologia e hemodinâmica da placa em pacientes com estenose da artéria carótida usando dinâmica dos fluidos computacional. Este método permite avaliar fatores de risco fisiológicos para AVC de forma não invasiva.

Um Protocolo Computacional Baseado em Ressonância Magnética para Análise da Morfologia e Hemodinâmica da Placa em Pacientes com Estenose da Artéria Carótida (Vídeo) | JoVE Journal

Um Protocolo Computacional Baseado em Ressonância Magnética para Análise da Morfologia e Hemodinâmica da Placa em Pacientes com Estenose da Artéria Carótida

Explorar mais vídeos