מעקב אחר מכניקה קיר במהלך פריסה סטנט בכלי

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

סטנט המושרה הפצות מתח העורקים מאופיינים באמצעות משטח אופטי זן מערכת המדידה. טכניקה זו משמשת ראיה להבנה טובה של ההשפעה של השתלת סטנט על כלי המארח.

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

מחקרים קליניים דיווחו על שיעורי restenosis שונים עיצובים סטנט שונים 1. ישנה סברה כי הסטנט המושרה ריכוזים ומתח על דפנות העורקים להוביל לפגיעה ברקמות, אשר יוזם restenosis 2-7. השערה זו צריכה בדיקות נוספות כולל quantifications טובים יותר של התפלגות לא אחידה הלחץ על העורק לאחר השתלת סטנט. ללא מגע זן משטח המדידה שיטה העורק stented מוצג בעבודה זו. ARAMIS משטח אופטי סטריאו זן מערכת המדידה משתמשת בשני מצלמות אופטיות במהירות גבוהה כדי ללכוד את התנועה של כל נקודת התייחסות, ולפתור שלושה זנים ממדי על משטח לעוות 8,9. כמו סטנט רשת נפרס לכלי לטקס עם דפוס מנוגדים אקראי מרוסס או נמשך על פני השטח החיצוני שלה, מתח פני השטח נרשם בכל רגע של עיוות. הפצות המתח מחושבים לאחר מכן ניתן להשתמש כדי להבין את loבתגובה קאל הנגע, לאמת את מודלים חישוביים, ולנסח השערות להמשך במחקר vivo.

Protocol

1. הכנת כלי Latex

  1. לתקן את שני הקצוות של הספינה לטקס לקשרים צינור תיל, אשר מהודקים על שולחן יציב.
  2. למדוד את שטח של הריבית על כלי לטקס כדי לקבוע את שדה הראיה. שטח של עניין לבדיקה סטנט צריך להיות מרוכז בין מחברים צינור תיל וכוללים כ 1 ס"מ מכל צד של סטנט על מנת לשמור על זנים מחוץ לשטח stented.
  3. רשום את המרחק בין הקצה החיצוני של מחבר 1 צינור תיל למיקום מרכז בין המחברים, שהיא גם מרכז המשוער של הספינה לטקס. תרגם את המרחק אל קטטר על ידי מדידת ממרכז סטנט את הקטטר. ואז לסמן את הקטטר עם הסמן.
  4. הסר את כלי לטקס מן מחברים צינור תיל.
  5. להכין את כלי לטקס על ידי ריסוס שטח של עניין עם דגם סטוכסטיים של בתרסיס צבע שחור או לבן סימוןשטח של עניין עם נקודות אקראיות באמצעות סמן קבע. לקבלת דוגמיות קטנות סטוכסטיים דפוס עדין נדרשת.

2. בדיקת מערכת במבחנה כיול של מערכת ARAMIS

  1. בחר את לוח כיול כי הוא מעט גדול יותר מאשר שטח של עניין נמדד בשלב 1.
  2. מניחים את לוח כיול בין מחברים צינור תיל על שטח של עניין ולהבטיח שטח של עניין מואר היטב.
  3. כוון את המרחק בין שתי מצלמות, המרחק בין המדגם, גובה המצלמה על לוח כיול שנבחר. כל לוח כיול שונה, ולכן הוראות שימוש ARAMIS יהיה צורך להתייעץ כדי לקבוע את המרחקים.
  4. פתיחת פרויקט חדש ARAMIS על ידי בחירת "קובץ", ולאחר מכן "פרויקט חדש". לחץ על הבא על הכרטיסייה "חיישן" ובחר "כיול", ואז "כיול מלא".
  5. תוכנות ARAMIS כעת ללכת את המשתמש לאורך השלבים לכייל לא הוא מצלמות.
  6. עם צמצם העדשה פתוח, למקד את המצלמה על לוח כיול על ידי שחרור הבורג להגדיר את המצלמה וסיבוב של העדשה. ממוקד פעם, retighten בורג קבוצה ולסגור את הפתח.
  7. קחו את התמונה הראשונה של תהליך הכיול. לעקור או לסובב את לוח כיול פי הפגנה מול המחשב, עד התמונה ממוקדת על מסך המחשב. קחו את התמונה 2. חזור על תהליך זה עד סוף התמונות כיול.
  8. לאחר שכל התמונות כיול נלקחים, תוכנת הדמיה ARAMIS ניתוח יחשב את הגדרות כיול. תהליך הכיול יש לחזור אם סטיית כיול עולה על 0.04. ההתאמות שבוצעו המיקוד של המצלמה או את המרחק בין המצלמות יהפוך את החלל תהליך כיול.
  9. הסר את לוח כיול ומניחים כלי לטקס צבוע חזרה אל המחברים צינור תיל.
הכותרת "> 3. מבחן מקדים כדי למנוע רעש רקע יתר

  1. לקבוע את מספר מסגרות לשנייה כי הוא הרצוי לבדיקה. מסגרות לשנייה גדל יפיק תוצאות מתח אחיד יותר.
  2. להתאים את מהירות תריס למסגרת פחות מ 1 ל 2 וכן הלאה, כי לא אדום מוצגת התמונה.
  3. קחו 5 תמונות.
  4. הוסף להתחיל נקודות על סדרת התמונה לחשב את הבדיקה.
  5. תוך כדי לחיצה "CTRL", לחץ על מרכז המדגם לקיים את רעשי הרקע. אם הרעש מבחן מקדים הוא מעל 75 microstrain תהליך הכיול צריך לבצע שוב.

4. סטנט פריסה

  1. בחר את כמות התמונות הרצויות לקחת במהלך הבדיקה. 200 תמונות יספיקו להרחבת סטנט.
  2. בהדרגה להוסיף את הקטטר אל כלי לטקס, ושימוש מדד הסמן על קטטר כדי להנחות את הכנסת סטנט עד שהוא מגיע מיקום מרכזי.
  3. להתחיל לקחת תמונות עם ARAMIS.
  4. עבור סטנט בלון להרחבה, להגדיל בהדרגה את הלחץ בלון להרחיב סטנט עד בלון מורחבת באופן מלא, ולאחר מכן בהדרגה להפחית את הלחץ של הבלון על מנת לאפס את הבלון הוא מנוכה ומסוגר יחד עם קטטר.
  5. עבור סטנט עצמית הרחבת בהדרגה להסיר את מעטה עד סטנט מורחבת באופן מלא, ולאחר מכן בהדרגה לחזור בו קטטר.

5. תמונות ניתוח

  1. זן ההיסטוריה של נקודה מסוימת על הספינה
    1. צור נקודת בשלב ידי החזקת מקש "Ctrl" ולחיצה על שטח של עניין.
    2. בחר את סוג של זן זה הוא הרצוי, מתח כלומר X, Y, XY, המתח העיקרי, זן קטן, או מאמץ מיזס.
    3. העלילה בפינה הימנית התחתונה תציג את המתח בנקודה שנבחרה על כל תקופת הבדיקה.
  2. זן מרחבי בדרך מסוים של כלי
    1. Create קו נקודה multistage על ידי לחיצה על הלשונית "חלקים", ואז "ליצור קטע". בחר קו מקביל על התמונה על ציר X ב Y שווה אפס. פעולה זו תיצור מספר נקודות הבמה בשורה.
    2. לאחר שורה multistage נוצר העלילה בפינה התחתונה תציג סדרה של קווים על מגרש אחד. כל שורה מייצגת את המתח בבית 1 למשל בזמן לאורכו של קטע.
  3. יצירת גליל בכושר הטוב ביותר כדי לנתח את קצב התרחבות רדיוס של כלי השיט
    1. בסרגל הכלים העליון בחר "פרימיטיבים", ואז "גליל בכושר הטוב ביותר".
    2. בחר קטע קטן של התמונה באמצעות "בחר דרך פני השטח" כלי בסרגל הכלים הימני.
    3. תוכנות ARAMIS יפיק 3 בכושר ממדי גליל הטוב ביותר.
    4. התמונות אז יכול להיות רכב על אופניו דרך לצפות כיצד קוטר כלי לטקס משתנה.
  4. הערכת המרחק ביןשתי נקודות
    1. תחת לחץ על לשונית "ניתוח" על "לנקודה מרחק".
    2. בחר אורך על התמונה כי הוא הרצוי לניתוח על ידי בחירת שתי נקודות.
    3. התמונות אז יכול להיות רכב על אופניו דרך לקיים את שינוי המרחק בין שתי נקודות לאורך זמן.

6. נציג תוצאות

תמוכות סטנט להרחיב את הקיר כלפי חוץ כלי, זנים בדרך כלל להיות גבוה יותר סביב מיקום הסטנט. איור 1 הוא דוגמה מיפוי זן בתהליך רתיעה של סטנט בלון להרחבה, כמו גם ההיסטוריה המתח העיקרי בשלב מסוים ספציפי. הנקודות השחורות באיור 1 נקודות התייחסות, אשר שימשו את מצלמות מהירות גבוהה ללכוד ולעקוב אחר התקות של אלה נקודות ציון על צינור. בהתבסס על התנועה המוקלטת של נקודות התייחסות, התוכנה לאחר מכן ניתן יהיה להשתמש כדי לחשב את זנים של צינור או מספרניו יורק אובייקט ממוקד אחר. זן גדול, המכונה גם זן העיקרי מקסימלית, מחושב באופן הבא:

משוואה 1

ברור כי מושתל תומכן הובילו חלוקת עומס לא אחידה על פני כלי השיט. זה יכול להיות מוסבר על ידי Loading נרתע הקצוות מוגבל צינור לטקס מבנה רשת של סטנט. שדה זה זן מתאים בשלב הראשוני של רתיעה סטנט, מזוהה על ידי הסמן הצלב האדום בתמונה התחתונה של איור 1. עקומת מאמץ גדול, היסטוריה של נקודה ספציפית הפגינו 10 שלבים ברורים, של השתלת סטנט. הרחבת בלון מתרחשת מתוך כ 10-12 שניות ו רתע סטנט לאחר ניכוי בלון מתרחשת בין 12 ל 14 שניות.

איור 1
באיור 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

זן סטריאו אופטי פני מערכת המדידה משמש למדידת זנים מקומיים על פני עיוות הן עבור דואר נכנס ויוצא של מטוס תנועות ללא פניה הדגימה. מערכת זו משתמשת בשתי מצלמות מהירות גבוהה אופטיים לצלם דפוס מנוגדים אקראי לשים על פני השטח לבנות מדידות מדויקות של תנועות של כל נקודה, עם דיוק גבוהה לפתרון זנים על פני השטח.

יש לציין כי דפוס מנוגדים הנדרש צריך שומרת על פני שטח מספיק דיו כדי לספק מדידות מדויקות. בנוסף, באזור ממוקד מדגם צריך להיות מואר היטב, ללא בוהק, למצלמות להבחין בין תנועות של דפוס מנוגדים. אחרת, את התמונות שנתפסו בוהק תיצור נתונים האזורים הריק. שני מקורות אור, בקצוות מנוגדים של כלי לטקס, בזווית של כ ב 45 מעלות ביחס צינורות מומלץ. בתרסיס צבע שטוח ולאצבע מבריק לדפוס סטוכסטיים גם יעזור להפחית את כמות בוהק.

כאן אנו מציגים את הפרוטוקול של מתח מדידות פני השטח באמצעות כלי לעג, אשר יכול לשמש כדי לבדוק את מיפוי זן אחידה על כלי יליד הטרוגנית. Ex vivo כלי המחקר יליד יהיה מודגרות בתמיסה פיזיולוגית לשמור על הפעילות התאית. חרט משותף דיו שחור יכול לשמש כתם vasculature אמיתי, שבו נעשה שימוש על עורק הירך של ארנבת על ידי Squire ואח' 10. זה משטח אופטי זן מערכת המדידה יוכל ללכוד את התנועה של נקודות ציון דרך החלון השקוף. מתח פני מדידות באמצעות כלי לשעבר דובר ב vivo עם הערכות היסטולוגית הכלים תספק תובנה רבה יותר על מנגנון הפציעה של העורק stented. שלושה זני פני ממדי הפגינו עבודה זו עשויה להיות גם המורחבת כדי להשיג את המפה זן בכל מקוםמדגם הבדיקה הטרוגנית כולל השטח הפנימי שלה כמו גם על עובי של כלי השיט באמצעות אנליזה נומרית נוסף.

זן הציג סטריאו אופטי פני מערכת המדידה היא אחת השיטות הייחודיות מאוד שיכולים לתפוס ולמדוד את הזנים המקומיים שנצפו על פני כל עיוות מבלי ליצור קשר עם הדגימה ברמת דיוק גבוהה הן עבור דואר נכנס ויוצא של מטוס תנועות על פני השטח. הוא, לעומת אחרים מדידה מערכות מתח כגון אולטרסאונד הדמיה intravascular (IVUS) כמו גם בדיקת האינפלציה 11,12. בדיקת האינפלציה המסורתית שימושי לקבלת זן הממוצעת לאורך הבדיקה תעלה 11, אולם הוא אינו יכול לספק את המתח המקומית 3 מימדי נתפס על ידי מערכת מדידה אופטית מתח פני השטח בעבודה זו. Elastography IVUS 12 יכול לקבל מפה דו ממדית זן לאורך קטע הצלב של כלי השיט, לחיצה ארוכה מאודהפוטנציאל עבור יישומים קליניים. מערכת אופטית לידי ביטוי בעבודה זו יש את היתרון הייחודי שלה על ידי מתן שלושה זנים פני ממדי ועקירות על משטחים לא סדירים, בעיקר כתוצאה צורות חריגות או גופים הומוגניות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגוד עניינים הצהיר.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך בחלקו על ידי נברסקה החלל גרנט הקרן הלאומית למדע תחת מענק מס '0926880.

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