एक बर्तन में स्टेंट तैनाती के दौरान दीवार यांत्रिकी निगरानी

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!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

स्टेंट धमनी तनाव वितरण प्रेरित एक ऑप्टिकल सतह तनाव माप प्रणाली का उपयोग विशेषता है. यह दृश्य तकनीक मेजबान पोत पर स्टेंट आरोपण के प्रभाव में अंतर्दृष्टि लाभ के लिए प्रयोग किया जाता है.

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

नैदानिक ​​परीक्षणों विभिन्न स्टेंट 1 डिजाइन के लिए अलग restenosis दर की रिपोर्ट है. यह अनुमान लगाया है कि स्टेंट धमनी दीवार पर तनाव सांद्रता प्रेरित ऊतक चोट, जो 2-7 restenosis शुरू करने के लिए नेतृत्व. यह परिकल्पना गैर वर्दी तनाव वितरण के स्टेंट आरोपण के बाद धमनी पर बेहतर quantifications सहित आगे की जांच की जरूरत है. Stented धमनी के लिए एक गैर संपर्क सतह तनाव माप पद्धति इस काम में प्रस्तुत किया है. Aramis स्टीरियो ऑप्टिकल सतह तनाव माप प्रणाली का उपयोग करता है दो ऑप्टिकल उच्च गति कैमरों के लिए एक संदर्भ बिंदु की गति पर कब्जा करने के लिए, और विरूपण 8,9 सतह पर तीन आयामी उपभेदों को सुलझाने. एक जाल के रूप में स्टेंट एक यादृच्छिक विषम छिड़काव या इसकी बाहरी सतह पर तैयार पैटर्न के साथ एक लाटेकस पोत में तैनात किया गया है, सतह तनाव विरूपण के हर पल में दर्ज की गई है. गणना तनाव वितरण तो लो समझने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैकैलोरी घाव प्रतिक्रिया, कम्प्यूटेशनल मॉडल को मान्य करने के लिए, और vivo अध्ययन में आगे के लिए परिकल्पना तैयार है.

Protocol

1. कंडोम पोत की तैयारी

  1. कांटेदार नली कनेक्शन, जो एक तगड़ा कार्यक्षेत्र पर बांधा जाता है लाटेकस पोत के दोनों सिरों को ठीक करें.
  2. उपाय लाटेकस करने के लिए देखने के क्षेत्र का निर्धारण पोत पर ब्याज के क्षेत्र. एक स्टेंट परीक्षण के लिए ब्याज की क्षेत्र कांटेदार नली connectors के बीच केंद्रित किया जाना चाहिए और स्टेंट के प्रत्येक पक्ष पर लगभग एक इंच के क्रम में stented क्षेत्र के बाहर तनाव का पालन.
  3. कनेक्टर्स, जो भी लाटेकस पोत की अनुमानित केंद्र है के बीच एक कांटेदार नली संबंधक के बाहर बढ़त से केंद्र स्थान दूरी रिकार्ड. कैथेटर पर कैथेटर ऊपर स्टेंट के केंद्र से मापने दूरी अनुवाद. फिर एक मार्कर के साथ कैथेटर निशान.
  4. कांटेदार नली connectors से लाटेकस पोत निकालें.
  5. सफेद और काले रंग स्प्रे का एक stochastic पैटर्न के साथ हित के क्षेत्र के छिड़काव या अंकन द्वारा लाटेकस पोत की तैयारीस्थायी मार्कर का उपयोग कर यादृच्छिक डॉट्स के साथ ब्याज के क्षेत्र. के लिए छोटे नमूनों और बेहतर stochastic पैटर्न की आवश्यकता है.

2. इन विट्रो टेस्ट और Aramis सिस्टम के सिस्टम अंशांकन

  1. अंशांकन पैनल का चयन करें कि थोड़ा चरण 1 में मापा ब्याज के क्षेत्र से भी बड़ा है.
  2. कांटेदार नली connectors के बीच अंशांकन पैनल ब्याज के क्षेत्र में रखें और सुनिश्चित करें कि ब्याज के क्षेत्र में अच्छी तरह से जलाया जाता है.
  3. दो कैमरों, नमूना से दूरी, और कैमरा अंशांकन चयनित पैनल पर आधारित ऊंचाई के बीच दूरी समायोजित करें. प्रत्येक अंशांकन पैनल अलग है, इसलिए Aramis उपयोगकर्ता का मार्गदर्शन करने के लिए इन दूरियों को निर्धारित करने के लिए परामर्श किया जाना होगा.
  4. "फाइल" का चयन, तो "नई परियोजना" द्वारा Aramis में एक नई परियोजना खोलें. "अंशांकन" "सेंसर" टैब पर अगला पर क्लिक करें और चयन करें, फिर "अंशांकन.
  5. अब Aramis सॉफ्टवेयर कदम के माध्यम से उपयोगकर्ता चलना होगा टी जांचना वह कैमरे.
  6. पूरी तरह से खुला लेंस एपर्चर के साथ, अंशांकन पैनल पर कैमरा सेट पर पेंच ढीला और लेंस घूर्णन द्वारा कैमरा ध्यान केंद्रित. एक बार ध्यान केंद्रित, सेट पेंच retighten और एपर्चर बंद करें.
  7. अंशांकन प्रक्रिया की पहली छवि ले लो. विस्थापित या अंशांकन पैनल बारी बारी से कंप्यूटर पर प्रदर्शन के अनुसार, जब तक कंप्यूटर स्क्रीन छवि पर केंद्रित है. दूसरी छवि ले लो. अंशांकन छवियों के शेष के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएँ.
  8. एक बार अंशांकन छवियों के सभी ले रहे हैं, Aramis इमेजिंग विश्लेषण सॉफ्टवेयर में अंशांकन सेटिंग्स की गणना करेगा. अंशांकन प्रक्रिया अगर अंशांकन विचलन है .04 से अधिक है दोहराया जाना चाहिए. कोई कैमरा या कैमरे के बीच की दूरी का ध्यान केंद्रित करने के लिए किए गए समायोजन अंशांकन प्रक्रिया शून्य प्रस्तुत करना होगा.
  9. इस अंशांकन पैनल निकालें और पेंट लाटेकस पोत कांटेदार नली connectors पर वापस जगह है.
शीर्षक "> 3 अत्यधिक पृष्ठभूमि शोर से बचें. पूर्वपरीक्षण

  1. कि परीक्षण के लिए वांछित है फ्रेम प्रति सेकंड की संख्या का निर्धारण करते हैं. में वृद्धि फ्रेम प्रति सेकंड अधिक वर्दी तनाव परिणाम उत्पादन होगा.
  2. कम से कम 1 फ्रेम प्रति सेकंड और इतनी है कि कोई लाल छवि पर प्रदर्शित होता है शटर गति समायोजित करें.
  3. 5 छवियों ले लो.
  4. छवि पर अंक श्रृंखला शुरू करने के लिए और परीक्षण की गणना में जोड़ें.
  5. जबकि "Ctrl" पकड़े, नमूना के केंद्र पर क्लिक करने के लिए पृष्ठभूमि शोर निरीक्षण. यदि पूर्वपरीक्षण शोर 75 से ऊपर है microstrain अंशांकन प्रक्रिया redone किया जाना चाहिए है.

4. स्टेंट तैनाती

  1. परीक्षण के दौरान ले करने के लिए वांछित छवियों की मात्रा का चयन करें. 200 छवियों स्टेंट विस्तार के लिए पर्याप्त होगा.
  2. धीरे - धीरे लाटेकस पोत में कैथेटर, और कैथेटर मार्कर पर सूचक का उपयोग करने के लिए जब तक यह केंद्रीय स्थान तक पहुँच स्टेंट प्रविष्टि गाइड के.
  3. Aramis साथ छवियों को ले शुरू करते हैं.
  4. गुब्बारा विस्तार योग्य स्टेंट के लिए, धीरे - धीरे गुब्बारा दबाव बढ़ाने के लिए स्टेंट विस्तार जब तक गुब्बारा पूरी तरह से विस्तार किया है, तो धीरे - धीरे शून्य करने के लिए गुब्बारे के दबाव में कमी और गुब्बारे की हवा निकाल और कैथेटर के साथ साथ वापस ले लिया है.
  5. आत्म - विस्तार स्टेंट के लिए, धीरे - धीरे म्यान दूर तक स्टेंट पूरी तरह से विस्तार किया है, तो धीरे - धीरे वापस लेना कैथेटर.

5. छवियाँ विश्लेषण

  1. पोत पर एक विशिष्ट बिंदु के तनाव के इतिहास
    1. "Ctrl" कुंजी पकड़ और रुचि के क्षेत्र पर क्लिक करके एक मंच बिंदु बनाएँ.
    2. वांछित है कि तनाव के प्रकार का चयन करें, एक्स, वाई, XY, प्रमुख तनाव, मामूली तनाव या तनाव Mises में यानी तनाव.
    3. निचले सही कोने में भूखंड बिंदु पर तनाव परीक्षण की अवधि से अधिक चयनित प्रदर्शित करेगा.
  2. पोत के एक विशिष्ट मार्ग के किनारे स्थानिक तनाव
    1. सीआर"वर्गों" टैब पर क्लिक करके एक multistage बिंदु लाइन eate, तो "अनुभाग बनाने के लिए". वाई में एक्स अक्ष छवि समानांतर पर एक लाइन का चयन करने के लिए शून्य के बराबर होती है. यह एक पंक्ति में मंच अंक की एक संख्या पैदा करेगा.
    2. Multistage लाइन के बाद बनाया जाता है कि भूखंड के निचले कोने में एक भूखंड पर लाइनों की एक श्रृंखला प्रदर्शित करेगा. प्रत्येक लाइन खंड की लंबाई के साथ समय में एक उदाहरण में तनाव का प्रतिनिधित्व करता है.
  3. एक सबसे अच्छा फिट करने के लिए विस्तार और पोत की दर त्रिज्या का विश्लेषण सिलेंडर बनाना
    1. "पुरातन" ऊपरी उपकरण पट्टी का चयन करें, तो सबसे अच्छा फिट सिलेंडर ".
    2. सही उपकरण पट्टी पर "सतह के माध्यम से चयन" उपकरण का उपयोग कर छवि के एक छोटे से भाग का चयन करें.
    3. Aramis सॉफ्टवेयर एक तीन आयामी सबसे अच्छा फिट सिलेंडर उत्पन्न होगा.
    4. चित्र तो के माध्यम से साइकिल किया जा सकता है निरीक्षण करने के लिए कैसे लाटेकस पोत का व्यास अलग है.
  4. के बीच की दूरी का मूल्यांकनदो अंक
    1. "विश्लेषण" "दूरी बिंदु बिंदु" पर क्लिक करें टैब के तहत.
    2. छवि है कि विश्लेषण के लिए दो अंक का चयन करके वांछित है पर लंबाई का चयन करें.
    3. छवियों तो के माध्यम से साइकिल किया जा सकता है समय के साथ दो अंक के बीच दूरी में परिवर्तन का पालन.

6. प्रतिनिधि परिणाम

स्टेंट struts पोत दीवार के बाहर का विस्तार, उपभेदों आम तौर पर उच्च स्टेंट स्थान के आसपास होगा. चित्रा 1 गुब्बारा विस्तार योग्य स्टेंट, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से प्रमुख तनाव के इतिहास के एक विशिष्ट बिंदु पर हटना प्रक्रिया के दौरान तनाव मानचित्रण का एक उदाहरण है. चित्रा 1 में काले डॉट्स संदर्भ बिंदु है, जो उच्च गति कैमरों द्वारा इस्तेमाल किया गया पर कब्जा है और इन संदर्भ अंक की नाली पर displacements के ट्रैक कर रहे हैं. संदर्भ अंक की रिकार्ड आंदोलन के आधार पर, सॉफ्टवेयर तो नाली के उपभेदों या गणना के लिए इस्तेमाल किया जाएगाny अन्य वस्तु लक्षित. प्रमुख तनाव, भी अधिकतम प्रिंसिपल तनाव के रूप में जाना जाता है, के रूप में गणना की है:

एक समीकरण

यह स्पष्ट है कि प्रत्यारोपित स्टेंट गैर वर्दी पोत सतह पर तनाव वितरण के लिए नेतृत्व किया. समाप्त होता विवश लाटेकस नाली और स्टेंट का जाल संरचना से हटना लोड हो रहा है के द्वारा समझाया जा सकता है. इस तनाव क्षेत्र स्टेंट हटना, के रूप में चित्रा 1 के नीचे छवि में लाल पार मार्कर द्वारा की पहचान की प्रारंभिक चरण से मेल खाती है. प्रमुख वक्र तनाव के इतिहास में एक विशिष्ट 10 अंक की स्टेंट आरोपण की साफ़ चरणों का प्रदर्शन. गुब्बारा विस्तार से लगभग 10 से 12 सेकंड और स्टेंट हटना के बाद अपस्फीति गुब्बारे की 12 और 14 सेकंड के बीच होता है होता है.

चित्रा 1
आकृति 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

स्टीरियो ऑप्टिकल सतह तनाव माप प्रणाली दोनों में और बाहर की विमान गति के लिए deforming के सतह अधिक नमूना संपर्क के बिना स्थानीय उपभेदों मापने के लिए प्रयोग किया जाता है. इस प्रणाली के दो उच्च गति ऑप्टिकल कैमरे का उपयोग करता है एक यादृच्छिक विषम पैटर्न सतह पर डालने के लिए प्रत्येक बिंदु की गति का सटीक मापन सतह उपभेदों के समाधान के एक उच्च सटीकता के साथ, निर्माण की तस्वीरें ले.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आवश्यक विषम पैटर्न सतह का पालन करने के पर्याप्त सटीक मापन प्रदान करने के लिए पर्याप्त की जरूरत है. इसके अलावा, लक्षित नमूना क्षेत्र अच्छी तरह से जलाया, चमक के बिना की जरूरत है, के लिए कैमरे के आंदोलनों विषम पैटर्न भेद करने के लिए. अन्यथा, चमक छवियों पर कब्जा कर लिया शून्य डेटा क्षेत्र पैदा करेगा. दो लाटेकस पोत के विपरीत छोर पर प्रकाश स्रोतों, लगभग 45 डिग्री के कोण पर टयूबिंग के लिए रिश्तेदार पर angled है की सिफारिश की है. के बजाय एक फ्लैट रंग स्प्रेstochastic पैटर्न के लिए चमक रंग भी चमक की मात्रा को कम करने में मदद करेगा.

यहाँ हम सतह तनाव ठट्ठा पोत, जो के विषम देशी पोत पर nonuniform तनाव मैपिंग परीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता का उपयोग माप के एक प्रोटोकॉल मौजूद पूर्व vivo में देशी जहाजों अध्ययन शारीरिक समाधान में incubated सेलुलर गतिविधि को बनाए रखने में किया जाएगा. आम काले inkjet लेखनी के लिए एक असली vasculature, जो जमीदार एट अल 10 खरगोश की और्विक धमनी पर इस्तेमाल किया द्वारा किया गया है दाग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इस ऑप्टिकल सतह तनाव माप प्रणाली तो पारदर्शी खिड़की के माध्यम से संदर्भ बिंदु के आंदोलन पर कब्जा कर सकता है. सतह तनाव जहाजों के histological आकलन के साथ पूर्व vivo देशी जहाजों का उपयोग माप stented धमनी की चोट तंत्र पर अधिक अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा. तीन आयामी सतह इस काम में प्रदर्शन उपभेदों भी तनाव में कहीं भी नक्शा प्राप्त करने के लिए बढ़ाया जा सकता हैविषम परीक्षण अपने भीतर की सतह के रूप में अच्छी तरह से भर आगे संख्यात्मक विश्लेषण के माध्यम से पोत की मोटाई सहित नमूना.

प्रस्तुत स्टीरियो ऑप्टिकल सतह तनाव माप प्रणाली बहुत ही अनोखी तरीकों को पकड़ने और स्थानीय सभी deforming के सतह पर मनाया उपभेदों उपाय कर सकते हैं दोनों में और बाहर की विमान गति के लिए वास्तव में नमूना संपर्क के बिना और उच्च सटीकता के साथ है सतह के. यह intravascular (IVUS) अल्ट्रासाउंड इमेजिंग के रूप में के रूप में अच्छी तरह से मुद्रास्फीति 11,12 परीक्षण के रूप में इस तरह के अन्य तनाव माप सिस्टम के साथ तुलना में किया गया था. परंपरागत मुद्रास्फीति परीक्षण परीक्षण 11 नाली के किनारे औसत तनाव प्राप्त करने के लिए उपयोगी है, लेकिन यह तीन आयामी स्थानीय तनाव इस काम में ऑप्टिकल सतह तनाव माप प्रणाली द्वारा कब्जा कर लिया नहीं प्रदान कर सकते हैं. IVUS 12 elastography पोत के पार अनुभाग भर में दो आयामी तनाव नक्शा प्राप्त करने के लिए, कर सकता है और महान पकड़नैदानिक ​​आवेदन के लिए संभावित. ऑप्टिकल इस काम में प्रदर्शन प्रणाली तीन आयामी सतह उपभेदों और अनियमित सतहों पर displacements, विशेष रूप से अनियमित आकार के या inhomogeneous शरीर के से उत्पन्न उन उपलब्ध कराने के द्वारा अपने अद्वितीय लाभ दिया है.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements

इस अध्ययन में भाग नासा के नेब्रास्का अंतरिक्ष अनुदान और अनुदान नहीं 0926880 के तहत राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया था.

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