Bu makale kalpleri başarısız ve sol ventrikül duvar stresi ve fonksiyonları üzerine etkisi miktarının bir roman hidrojel implante prosedürleri anlatılmaktadır. Bu prosedürler, başarılı bir köpek ve insan uygulanmıştır.
Algisyl-LVR, klinik geliştirme aşamasında bir tedavi, enjeksiyon dilate kardiyomiyopati ile hastaları tedavi etmek için tasarlanmıştır. Bu tedavi son zamanlarda semptomatik kalp yetmezliği olan hastalarda ilk kez kullanıldı. LV hacim ve duvar stres tutarlı azalma ile kendini gösteren, tüm hastalarda, sol ventrikül (LV) kardiyak fonksiyonu, önemli ölçüde geliştirilmiş. İşte bu yeni tedavi prosedürü ve AG duvar stres ve fonksiyonu üzerindeki etkileri ölçmek için kullanılan yöntemleri açıklar.
Algisyl-LVR Na +-aljinat ve Ca2 +-Alginat oluşan bir biyopolimer jel. , Tedavi prosedürü, bu, iki bileşenin karıştırılması ve daha sonra intrakardiyak enjeksiyon için, bir şırınga içine birleştirilmesi ile gerçekleştirilmiştir. Bu karışım, orta yol hastalarda LV serbest duvarın tabanı ve tepesi arasında 10-19 yerle enjekte edildi.
Birlikte manyetik rezonans görüntüleme (MRG),matematiksel modelleme ile, tedavi öncesi hastalarda ve geri kazanma sırasında farklı zaman noktalarında bu tedavinin etkilerini belirlemek için kullanılmıştır. Epikardiyal ve endokardiyal yüzeylerde ilk son sistol de ve son diastole LV geometri yeniden MR görüntülerden dijital ortama aktarıldı. Sol ventrikül kavite hacimleri daha sonra bu yeniden yüzeylerden ölçüldü.
LV matematiksel modelleri bölgesel myofiber stres hesaplamak için bu MR-yeniden yüzeylerden oluşturuldu. Her LV modeli 1) bu miyokardın daha önceden belirlenmiş bir gerilme-deformasyon ilişkisi göre deforme, ve 2) bu modellerden LV kavite hacmi tahmin sonu-diyastol ve son sistol de ilgili MR-ölçülen hacim eşleşecek şekilde inşa edilmiştir . Diastolik dolum bir reçete diyastol sonu basıncı ile LV endokardiyal yüzey yükleyerek simüle edilmiştir. Sistolik daralma eşzamanlı sonunda yükleyerek simüle edilmiştirBir reçete sonu sistolik basınç ve myofiber yönde aktif daralma ekleyerek ocardial yüzey. Son diyastol ve son sistol Bölgesel myofiber stres gerilme-şekil değiştirme ilişkisi göre deforme LV hesaplanmıştır.
Ventriküler duvar basıncı azaltılması kalp yetmezliği 1 tedavisinde bir dönüm noktası olarak kabul edilir. Laplace hakları ile verilen basit haliyle, ventriküler duvar basıncı ventrikül ve ventriküler basınç çapı ile doğrudan orantılıdır ve ventrikül duvar kalınlığı ile ters orantılıdır. Bu yaygın sonunda kalp yetmezliği 2 yol açan, artan ventriküler duvar basıncı kademeli hale ventriküller dilate hangi istenmeyen yeniden modelleme süreci sorumlu olduğuna inanılmaktadır. Klinik ve hayvan çalışmalarında artan duvar gerilimi yeniden modelleme süreci 3,4,5 destekleyen protein değişikliği, kontraktil eleman sentezi ve gen ekspresyonu arttırdığı gösterilmiştir. Artan duvar stres de sonraki LV yeniden 6,7 bağımsız bir belirleyici olduğu gösterilmiştir.
Birçok yeni cerrahi tedavi ve cihazlar AC ile geliştirilmiştirHastaların 8,9,10 kalp yetmezliğinin ilerlemesini önlemek ve tersine çevirmek için bir teklif ventrikül duvar stresi azaltmak entral amacı. Bu tedaviler aynı amacı paylaşan rağmen, farklı bunu başarmak. Örneğin, cerrahi ventriküler azaltma işlem 10 cerrahi bir dilate sol ventrikül boyutunu azaltarak ventrikül duvar stresi azaltmak istiyor, ancak sonuç tartışma 11,12 bir konudur.
Son zamanlarda, dilate kardiyomiyopati için bir tedavi olarak sol ventrikül içine bir biyo-uyumlu malzeme, Algisyl-LVR, bir enjeksiyon tıbbi toplumda büyük ilgi topladı. Bu tedavi, hayvanlar üzerinde yapılan çalışmalarda, bir insan klinik 15 en son olarak 13,14 ve, kalp yetmezliği ilerlemesinin önlenmesi ya da tersine çevirmede etkili olduğu gösterilmiştir. Diğer cihazlara aksine, bu tedavi içine malzeme enjekte edilerek ventrikül duvar stresi azaltmak istiyorsol ventrikül duvarı kalınlaşmasına.
Ventrikül duvar stres detaylı bilgiye, özellikle insanlarda, ancak, zor kalır. Güçleri veya gerilmeler sağlam ventrikül 16 doğrudan ölçülemez, çünkü bilgi eksikliği öncelikle. Bu Laplace yasası olarak kapalı formu analitik denklemler sol ventrikül duvar stresi tahmin edebilir rağmen, LV, LV içinde malzeme izotropi ve homojenlik eksen simetri içeren kısıtlayıcı varsayımlara dayalı geliştirilmiştir. Bu faktörler nedeniyle, Laplace yasası kullanarak gerçek LV ventriküler duvar stres tahmini 17 yanlıştır. Bu kısıtlamaları kaldırmak için ve hastaya özgü ventrikül geometrisi ile sonlu elemanlar (FE) yöntemini kullanarak ventrikül duvar stresi, matematiksel modelleme daha doğru tahmin elde etmek için basitleştirilmiş Laplace yasası 17 yerine kullanılmalıdır.
FE yöntem olup bir nusık sık sınır değer problemi açıklayan kısmi diferansiyel denklemler (PDE) bir dizi çözmek için kullanılır merical tekniği. Bu yöntem, bir kapalı form çözümü zor olduğundan ve analitik olarak elde edilemediği zaman özellikle yararlıdır. Ventrikül duvar stresi ölçmek için kullanılan matematiksel bir LV modeli bağlamında, PDE kümesi basınç veya yük LV en endokardiyal yüzeyinde uygulandığında LV hareket tarif mekanik denge denklemleri (doğrusal momentum dengesi) vardır. FE yöntemi kullanıldığında, LV duvar arası bağlantılı alt etki alanları veya miyokard bir reçete gerilme-deformasyon ilişkisi göre deforme elemanları (genellikle 8 köşe düğümleri ile altı yüzlü) ayrılmıştır.
Diastolde pasif dolum sırasında ve sistolde aktif kasılması sırasında LV büyük deformasyon açıklayan gerilme-şekil değiştirme ilişkileri daha önce büyük hayvan çalışmalarında onaylanmıştır. LV modellenmiştiryönden daha myofiber yönünde yaklaşık üç kat daha sert olması diyastol 18 sırasında myofiber yönüne dik. Sistol sırasında aktif daralma myofiber yönünde LV sertliği artırarak modellenmiştir. Sertlikteki bu artış, zamanın bir fonksiyonu olan ve bu hücre içi kalsiyum konsantrasyonu ve sarkomerinde uzunluğu 19 olarak deneysel olarak tespit değişkenlere bağlıdır.
Miyokardın bu reçete gerilme-şekil değiştirme ilişkisi kullanılarak, FE yöntem AG uygulanan yük (ler) dayalı yeni düğüm konumlarını hesaplar. Yeni Düğüm'leri hesaplanınca, sonuçtaki şekil değiştirme (deformasyon bir ölçüsü) ve stres AG içinde gerginlik ve gerilme üretmek için her öğe tespit edilebilir.
Burada, hastalarda Algisyl-LVR implant ve ilgili hastaya özel LV oluşturmak için gereken adımları özetlemektedirtedavi öncesi ve sonrası matematiksel modeller ventrikül duvar stresi ölçmek için.
Algisyl-LVR enjeksiyon tedavisi
Ventrikül duvar stresi azaltmak için LV serbest duvar içine malzeme enjeksiyonu dilate kardiyomiyopati olan hastalar için tasarlanmış yeni bir tedavi yöntemidir. Bu tedavi klinik öncesi ve klinik Her iki çalışmada 15 büyük söz göstermiştir. Ciddi kalp yetmezliği (artırmak-HF) olan hastalar için LV büyütme yöntemi olarak bu tedavi değerlendirmek için randomize, kontrollü bir çalışma tarihi Şubat 2012 devam olmuştur.
Ürün birden fazla yineleme hedef farklı doktor segmentleri ve klinik ihtiyaçları geliştirilmektedir. Kardiyotorasik cerrahlar için cerrahi ürün sürümünde, aljinat standart bir şırınga ve göğüste küçük bir cerrahi kesi (minimal torakotomi) aracılığıyla enjeksiyonları gerçekleştirmek için cerrahlar için tasarlanmış özel iğne sisteminde teslim edilir. İmplant işlemi bir kalpte yapılır. Aljinat fiziksel özellikleri hydmiyokard içine enjekte edilmesi üzerine Rogel diastolik miyokardın edilene benzer ve kalıcı bir implant hale gelir. Toplam ameliyat prosedürün süresi en az bir anestezi süresi için hastanın maruz kalma süresini sınırlar çoğu durumda 60 dakikadan daha az olması beklenmektedir. İkinci bir ürün sürümü kalp yetmezliği invaziv olmayan veya melez kardiyoloji laboratuvarında girişimsel kardiyologlar tarafından yapılan ve bazı izole durumlarda, diğer uzmanlar edilebilir bir prosedür olan hastalarda sunabilir. Ayrıca akut etkileri incelenecektir olanak sağlayacak.
Matematiksel modelleme kullanılarak sol ventrikül stres ölçümü
FE yöntemi ile matematiksel modelleme kullanma yöntemi şu anda tam olarak ventrikül in vivo bölgesel duvar stresi ölçmek için tek yoldur. MRI gibi tıbbi görüntüleme ile matematiksel modelleme birleştiren bir hastaya özgü ven in-vivo bölgesel duvar stres hesaplamak için sağlartricles böylece bu ventriküllerin fonksiyonel durumu anlamak ve hastalarda enjeksiyon tedavisinin mekanik etkilere ölçmek için.
Burada homojen bir malzeme olarak AG tedavi etmiş olsa da, bu bir yöntem olabilir (ve olan) miyokard infarktüsü mevcut olduğunda özellikle homojen olmayan ventrikül, in-vivo ventrikül duvar stresi ölçmek için uzatıldı. Bu gibi durumlarda, infarkt sınırları ve komşu borderzone MRI kontrast ajanı olarak gadolinyum kullanarak tespit edilmesi gerekir. Bu sınırlar, yani, her farklı bölgede infarkt, borderzone ve uzak bölge tamamen ikamet öğeleri oluşturmak için TrueGrid alınır. Her bölgede patolojik değişiklikler yansıtan Malzeme parametreleri LS-DYNA, ilgili öğeleri arasında atanabilir. Bu parametreler etiketli MRI ölçülen miyokard zorlanma-in vivo kullanarak miyokard infarktüsü geçiren bir hastada bulundu21. Cerrahi revaskülarizasyon gerektiren hastalar genellikle çok düşük kaliteli etiketli MRG verileri ile ilişkili olan ameliyat sonrası dönemde sırasında atriyal fibrilasyon yaşayacaksınız. Bu tip hastalar da başarılı bir şekilde tedavi iyileşmek için gerektirir. Böylece, 3D ekokardiyografi ve benek-izleme daha uygun bir görüntüleme yöntemidir ve cerrahi akut etkilerini incelemek için MR etiketli daha miyokard gerginlik ölçme tekniği olabilir.
Biz onları kendi görevlerini yerine getirmekte genel olarak etkili olduğu bulunmuştur çünkü Son olarak, ticari yazılım Rapidform, Truegrid ve ventriküllerin hastaya özgü matematiksel modeller üretme sürecinde LS-DYNA kullanılır. Bununla birlikte, diğer yazılım gibi Cubit (FE örgü oluşturmak için) ve aynı zamanda ventriküllerin matematiksel modeller oluşturmak için uygun olabilir Abaqus (FE çözücü) olarak kullanılabilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Ulusal Kalp, Akciğer ve Kan Enstitüsü Hibeler R01-HL-77921 ve -86.400 (JM Guccione için) tarafından desteklenmiştir.
REGENTS | |||
Na+-Alginate | LoneStar Heart, Inc | ||
Ca2+-Alginate | LoneStar Heart, Inc | ||
EQUIPMENT | |||
MevisLab | Mevis Medical Solution | ||
TrueGrid | XYZ Scientific Application, Inc | ||
Rapidform | Inus Technology, Inc | ||
LS-Dyna | Livermore Software Technology Corporation |