رصد ميكانيكا الحائط أثناء النشر ستينت في وعاء

Bioengineering

Your institution must subscribe to JoVE's Bioengineering section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

وتتميز الدعامة التي يسببها الضغط الشرياني التوزيعات باستخدام سلالة سطح البصرية نظام القياس. وتستخدم هذه التقنية التصور للحصول على نظرة ثاقبة لتأثير زرع الدعامة على متن السفينة المضيف.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Steinert, B. D., Zhao, S., Gu, L. Monitoring the Wall Mechanics During Stent Deployment in a Vessel. J. Vis. Exp. (63), e3945, doi:10.3791/3945 (2012).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

وأفادت التجارب السريرية معدلات عودة التضيق مختلفة لتصاميم الدعامة مختلف 1. يقال إن تركيزات سلالة الدعامات التي يسببها على جدران الشرايين يؤدي إلى إصابة الأنسجة، والذي يبدأ عودة التضيق 2-7. هذه الفرضية تحتاج مزيد من التحقيقات بما في ذلك أفضل من توزيع quantifications سلالة غير موحدة على الشريان بعد زرع الدعامة. ويرد سلالة سطح عدم الاتصال طريقة قياس للشريان stented في هذا العمل. ARAMIS ستيريو سلالة سطح البصرية نظام قياس يستخدم اثنين من الكاميرات الضوئية عالية السرعة لالتقاط الحركة من كل نقطة مرجعية، والعزم على ثلاث سلالات الابعاد على سطح تشويه 8،9. كما يتم نشر دعامة شبكة داخل وعاء لاتكس مع نمط المتناقضة عشوائية رش أو رسم على سطحها الخارجي، ويتم تسجيل سلالة السطح في كل لحظة من تشوه. ويمكن بعد ذلك للتوزيع سلالة محسوب يمكن استخدامها لفهم الصغرىكال استجابة الآفة، التحقق من صحة نماذج حسابية، وصياغة فرضيات لمزيد من الدراسة المجراة.

Protocol

1. التحضير للسفينة مطاط

  1. تحديد طرفي السفينة اللاتكس إلى اتصالات خرطوم الشائكة، والتي يتم تثبيتها على طاولة العمل قوي.
  2. قياس مجال الفائدة على سفينة اللاتكس لتحديد مجال الرؤية. وينبغي أن تركز على مجال اهتمام لاختبار الدعامات بين موصلات خرطوم الشائكة وتشمل حوالي بوصة واحدة على كل جانب من الدعامة من أجل مراقبة سلالات من خارج منطقة stented.
  3. تسجيل المسافة من الحافة الخارجية للخرطوم موصل واحد الشائكة إلى موقع مركز بين الموصلات، والتي هي أيضا مركز تقريبي للسفينة اللاتكس. ترجمة مسافة على القسطرة عن طريق قياس من وسط الدعامة تصل القسطرة. ثم وضع علامة القسطرة مع علامة.
  4. إزالة السفينة اللاتكس من الموصلات خرطوم الشائكة.
  5. إعداد السفينة اللاتكس عن طريق الرش في مجال الاهتمام مع وجود نمط من العشوائية رذاذ الطلاء الأبيض والأسود أو وسمفي مجال الاهتمام مع النقاط العشوائية باستخدام علامة دائمة. لمطلوب عينات أصغر وأدق نمط العشوائية.

2. نظام الاختبار في المختبر، ومعايرة نظام ARAMIS

  1. حدد لوحة المعايرة التي هي أكبر قليلا من مجال الاهتمام تقاس في الخطوة 1.
  2. وضع لوحة المعايرة بين موصلات خرطوم الشائكة في المنطقة من اهتمام والتأكد من أن مضاءة جيدا في مجال الاهتمام.
  3. ضبط المسافة بين اثنين من الكاميرات، والمسافة من العينة، وارتفاع كاميرا استنادا إلى لوحة معايرة محددة. كل لوحة معايرة مختلفة، وبالتالي دليل المستخدم ARAMIS سيتعين التشاور لتحديد هذه المسافات.
  4. فتح مشروع جديد في ARAMIS عن طريق اختيار "ملف"، ثم "مشروع جديد". بعد ذلك اضغط على علامة التبويب "الاستشعار" وحدد "معايرة"، ثم "معايرة الكامل".
  5. يقوم البرنامج ARAMIS يدخلون الآن المستخدم من خلال خطوات لمعايرة تي انه الكاميرات.
  6. مع فتحة عدسة مفتوحة بالكامل، تركز الكاميرا على لوحة المعايرة عن طريق فك المسمار مجموعة على الكاميرا وتناوب عدسة. وركزت مرة واحدة، إعادة إحكام المسمار مجموعة وإغلاق الفتحة.
  7. أخذ الصورة الأولى من عملية المعايرة. تهجير أو تدوير لوحة المعايرة وفقا للمظاهرة على الكمبيوتر، حتى يتم تركيز الصورة على شاشة الكمبيوتر. تأخذ الصورة الثانية. كرر هذه العملية للفترة المتبقية من الصور المعايرة.
  8. وتؤخذ مرة واحدة كل الصور معايرة، فإن تحليل التصوير ARAMIS برنامج حساب إعدادات المعايرة. وينبغي تكرار عملية المعايرة إذا كان الانحراف معايرة أكبر من 0.04. وأية تعديلات التي أدخلت على تركيز الكاميرا أو المسافة بين الكاميرات تجعل الفراغ عملية المعايرة.
  9. إزالة لوحة المعايرة ووضع السفينة اللاتكس رسمت ليعيدوه الى وصلات خرطوم الشائكة.
عنوان "> 3. الاختبار القبلي لتجنب الإفراط في الضوضاء الخلفية

  1. تحديد عدد من لقطة في الثانية هذا هو المطلوب للاختبار. وزادت الإطارات في الثانية الواحدة تعطي نتائج سلالة أكثر اتساقا.
  2. ضبط سرعة مصراع الكاميرا إلى أقل من 1 في إطار في الثانية الواحدة، وبحيث يتم عرض أي أحمر على الصورة.
  3. أخذ 5 صور.
  4. إضافة نقطة على بدء سلسلة صورة وحساب اختبار.
  5. في حين عقد "السيطرة"، وانقر على عينة من مركز لمراقبة الضوضاء في الخلفية. يجب إذا كان الضجيج هو الاختبار القبلي أعلى من 75 microstrain يمكن إعادة بنائه في عملية المعايرة.

4. دعامة للانتشار

  1. حدد كمية من الصور المطلوبة لاتخاذ أثناء الاختبار. وسوف 200 صورة تكفي للتوسع الدعامة.
  2. تضاف تدريجيا قسطرة في السفينة لاتكس، وباستخدام مؤشر علامة على قسطرة لتوجيه إدخال الدعامات حتى تصل إلى موقع مركزي.
  3. البدء في اتخاذ الصور مع ARAMIS.
  4. لالدعامة البالون للتوسيع، زيادة تدريجية في الضغط البالون لتوسيع الدعامة حتى يتم توسيع بالكامل البالون، ثم تنخفض تدريجيا الضغط من البالون لصفر وتنكمش على سحب البالون وجنبا إلى جنب مع القسطرة.
  5. لالدعامة الذاتي توسيع، وإزالة تدريجيا غمد حتى يتم توسيع بالكامل الدعامة، ثم يتراجع تدريجيا القسطرة.

5. تحليل الصور

  1. تاريخ سلالة من نقطة محددة على متن السفينة
    1. إنشاء نقطة المرحلة من خلال عقد "السيطرة" مفتاح والنقر على مساحة من الاهتمام.
    2. تحديد نوع سلالة الفيروس التي المرجوة، أي في السلالة س، ص، س ص، سلالة كبيرة، شد عضلي خفيف، أو سلالة ميزس.
    3. والمؤامرة في الزاوية اليمنى السفلى عرض سلالة عند نقطة محددة خلال فترة الاختبار.
  2. المكانية السلالة على طول مسار معين للسفينة
    1. كرeate خط نقطة متعدد المراحل من خلال النقر على علامة التبويب "الفروع"، ثم "إنشاء قسم". حدد خط على صورة موازية للمحور X في Y يساوي صفر. سيؤدي هذا إلى إنشاء عدد من النقاط في مرحلة خط.
    2. بعد أن يتم إنشاء خط متعدد المراحل والمؤامرة في الجزء الأسفل من زاوية عرض سلسلة من الخطوط على قطعة واحدة. كل سطر يمثل ضغطا في حالة واحدة في الوقت المناسب على طول القسم.
  3. إنشاء اسطوانة الأنسب لتحليل معدل التوسع ونصف القطر للسفينة
    1. في شريط الأدوات العلوي حدد "البدائيون"، ثم "اسطوانة مناسبة أفضل".
    2. حدد قسم صغير من الصورة باستخدام "تحديد من خلال سطح" أداة على شريط الأدوات حق.
    3. يقوم البرنامج ARAMIS توليد ثلاثي الابعاد أسطوانة أفضل مناسبا.
    4. لا يمكن للصور ثم يتم تدوير من خلال ملاحظة كيف القطر من السفينة لاتكس ومتفاوتة.
  4. تقييم المسافة بيننقطتين
    1. تحت فوق "تحليل" علامة على "نقطة إلى نقطة بعد".
    2. تحديد طول على الصورة التي هو المطلوب للتحليل عن طريق تحديد نقطتين.
    3. لا يمكن للصور ثم يتم تدوير من خلال لمراقبة التغير في المسافة بين نقطتين على مر الزمن.

6. ممثل النتائج

الدعامات الدعامات توسيع الخارج جدار الوعاء الدموي، وسوف يكون من السلالات أعلى عموما حول موقع الدعامات. الشكل 1 مثالا على رسم الخرائط سلالة أثناء عملية الارتداد من البالون توسيع الدعامات، فضلا عن رئيسي تاريخ السلالة عند نقطة واحدة محددة. النقاط السوداء في الشكل رقم 1 هي النقاط المرجعية، التي كانت تستخدم من قبل كاميرات عالية السرعة لالتقاط وتتبع نزوح من هذه النقاط المرجعية على قناة. بناء على الحركة المسجلة من النقاط المرجعية، وعندها يمكن استخدام البرنامج لحساب سلالات من قناة أونيويورك غيرها من وجوه المستهدفة. ويحسب سلالة كبيرة، كما يشار إلى سلالة الرئيسي أقصى، على النحو التالي:

المعادلة 1

فمن الواضح أن الدعامة مزروع أدى إلى توزيع سلالة غير موحدة على سطح السفينة. ويمكن تفسير هذا من قبل التحميل نكص من تاريخ مقيدة قناة اللاتكس وهيكل شبكة من الدعامات. هذا المجال سلالة يتوافق مع المرحلة الأولى من نكص الدعامات، كما حددها علامة الصليب الأحمر في الصورة أسفل الشكل رقم 1. أظهرت الرئيسية سلالة منحنى التاريخ من نقطة محددة 10 مراحل مميزة من زرع الدعامات. توسيع البالون يحدث من حوالي 10 12 ثانية، ونكص الدعامة بعد الانكماش من البالون يحدث ما بين 12 و 14 ثانية.

الشكل 1
الشكل 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يتم استخدام ستيريو سلالة سطح البصرية نظام قياس لقياس الضغوط المحلية على سطح التشويه لكل من في والاقتراحات خارج الطائرة من دون الاتصال العينة. هذا النظام يستخدم اثنين من كاميرات عالية السرعة الضوئية لالتقاط الصور من نمط عشوائي المتناقضة وضع على السطح لبناء قياسات دقيقة من الاقتراحات من كل نقطة، مع دقة عالية من حل التوترات السطح.

تجدر الإشارة إلى أن نمط المطلوبة المتناقضة تحتاج تلتزم بما فيه الكفاية بما فيه الكفاية لسطح توفير قياسات دقيقة. وبالإضافة إلى ذلك، تحتاج منطقة العينة المستهدفة تكون مضاءة جيدا، من دون وهج، أمام الكاميرات لتمييز حركات نمط المتناقضة. وإلا فإن الصور وهج القبض على إنشاء مناطق خالية البيانات. ويوصى اثنان مصادر الضوء، على طرفي نقيض من السفينة اللاتكس، الزاوية في حوالي الساعة في زوايا 45 درجة بالنسبة للأنابيب. ورذاذ الطلاء شقة بدلا منوالطلاء اللمعان لنمط العشوائية أيضا أن يساعد على خفض كمية الوهج.

هنا نقدم بروتوكولا للقياسات الضغط سطح السفينة باستخدام سخر، والتي يمكن استخدامها لاختبار رسم الخرائط سلالة غير منتظم على السفينة الأصلي غير متجانسة، وسيتم تحويلة حضنت دراسة سريرية السفن الأم في حل الفسيولوجية للحفاظ على النشاط الخلوي. يمكن استخدام قلم حبر أسود المشتركة إلى وصمة عار حقيقي 1 الأوعية الدموية، والتي تم استخدامها في شريان الفخذ من الأرانب التي سكوير وآخرون 10. يمكن أن هذه السلالة سطح البصرية نظام القياس ثم التقاط حركة نقاط مرجعية من خلال نافذة شفافة. وقياسات الضغط السطحية باستخدام السابقين السفن الأم المجراة مع التقييمات نسيجية للسفن توفير مزيد من التبصر في آلية إصابة الشريان stented. ويمكن أيضا لثلاث سلالات سطح الأبعاد أظهر في هذا العمل أن تمتد إلى الحصول على خريطة الضغط في أي مكانعينة الاختبار غير متجانسة بما في ذلك سطحه الداخلي، وكذلك في جميع أنحاء سماكة من السفينة من خلال مزيد من التحليل العددي.

وقدم ستيريو سلالة سطح البصرية نظام قياس هي واحدة من طرق فريدة من نوعها للغاية التي يمكن التقاط وقياس السلالات المحلية لوحظ على سطح كل التشويه دون الاتصال فعلا العينة وبدقة عالية لكل من في والاقتراحات خارج الطائرة من السطح. ومقارنتها مع غيرها من نظم قياس الضغط مثل الموجات فوق الصوتية داخل الأوعية (IVUS) والتصوير، فضلا عن اختبار التضخم 11،12. اختبار التضخم التقليدية مفيدة للحصول على سلالة المتوسط ​​على طول قناة اختبار 11، إلا أنه لا يمكن توفير ثلاثة سلالة محلية الأبعاد الملتقطة بواسطة نظام سطح الضوئية قياس الضغط في هذا العمل. يمكن للelastography IVUS 12 الحصول على 2 خريطة سلالة الأبعاد في جميع أنحاء المقطع العرضي للسفينة، وعقد كبيرإمكانية التطبيق السريري. نظام بصري تظاهروا في هذا العمل لديه ميزة فريدة من نوعها من خلال تقديم ثلاث سلالات سطح الابعاد والتشريد على الأسطح غير المنتظمة، وخصوصا تلك الناجمة عن الأشكال غير المنتظمة أو الهيئات غير متجانسة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgements

وأيد هذه الدراسة في جزء من منحة وكالة ناسا الفضائية نبراسكا والمؤسسة الوطنية للعلوم تحت رقم 0926880 منحة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
ARAMIS Camera System GOM: Optical Measuring Techniques
PALMAZ Genesis TRANSHEPATIC BILIARY STENT Cordis Corporation PG5910B Balloon-expandable stent
Z-MED Balloon Dilatation Catheter B. Braun Medical Inc. PDZ336 Balloon dilatation catheter

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fischman, D. L., Leon, M. B., Baim, D. S. A randomized comparison of coronary-stent placement and balloon angioplasty in the treatment of coronary artery disease. Stent Restenosis Study Investigators. N. Engl. J. Med. 331, 496-501 (1994).
  2. Abul Hasan Muhammad Bashar, T. K. Mechanical Properties of Various Z-Stent Designs: An Endovascular Stent-Grafting Perspective. Artificial Organs. 27, 714-721 (2003).
  3. Nuutinen, J. uha-P. ekka Mechanical properties and in vitro degradation of bioabsorbable self-expanding braided stents. Journal of Biomaterials Science -- Polymer Edition. 255-266 (2003).
  4. C. Schulz, R. A. Coronary stent symmetry and vascular injury determine experimental restenosis. Heart. 83, 462-467 (2000).
  5. Jiménez, J. M., Davies, P. F. Hemodynamically Driven Stent Strut Design. Annals of Biomedical Engineering. 1483, (2009).
  6. Johnston, C. R. The Mechanical Properties of Endovascular Stents: An In Vitro Assessment. Cardiovascular Engineering: An International Journal. 10, 128-135 (2010).
  7. Mejia, J. uan Evaluation of the effect of stent strut profile on shear stress distribution using statistical moments. Biomedical Engineering Online. 1-10 (2009).
  8. ARAMIS User Manual. GOM mbH. Braunschweig, Germany. (2009).
  9. GOM mbH. (n.d.). New ARAMIS/PONTOS 12M and HS sensors available. GOM: Optical Measuring Techniques. Available from: http://www.gom.com/news/history/single/article/new-aramispontos-12m-and-hs-sensors-available.html (2011).
  10. Chesler, N. C., Thompson-Figueroa, J., Millburne, K. Measurements of Mouse Pulmonary Biomechanics. Journal of Biomechanical Engineering. 126, 309-314 (2004).
  11. de Korte, C. L., Sierevogel, M. J., Mastik, F., Strijder, C., Schaar, J. A., Velema, E., Pasterkamp, G., Serruys, P. W., van der Steen, A. F. W. Identification of Atherosclerotic Plaque Components With Intravascular Ultrasound Elastography In Vivo A Yucatan Pig Study. Circulation. 105, 1627-1630 (2002).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics