Bir Gemi Stent Dağıtım sırasında Duvar Mekaniği izlenmesi

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:

 

Summary

Stent bağlı arteriyel suş dağılımları optik yüzey gerilim ölçüm sistemi kullanılarak karakterize edilmiştir. Bu görselleştirme tekniği ana gemide stent etkisini içgörü kazanmak için kullanılır.

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

Klinik çalışmalar, çeşitli stent tasarımlar 1 için farklı restenoz oranları bildirdin. Bu arter duvarına stent bağlı gerilme konsantrasyonu restenoz 2-7 başlatır doku yaralanması, yol speküle edilmektedir. Bu hipotez stent implantasyonu sonrasında arter üzerinde homojen olmayan deformasyon dağılımının daha iyi unsurlarını da dahil olmak üzere ileri araştırmalar gerekir. Stentli arter için temassız yüzey gerilim ölçüm yöntemi bu çalışmada sunulmuştur. Aramis stereo optik yüzey gerilim ölçüm sistemi, her bir referans noktası hareketini yakalamak ve deforme yüzeyi 8,9 üzerinden üç boyutlu suşları gidermek için iki optik yüksek hızlı kamera kullanır. Bir kafes stent kendi dış yüzeyi üzerine püskürtülür ve çekilmiş bir rastgele zıt desenli bir lateks damar içine dağıtılır gibi, yüzey gerilim deformasyon her an kaydedilir. Hesaplanan suşu dağılımlar sonra lo anlamak için kullanılabilirlercal lezyon yanıtı, hesaplama modelleri doğrulamak, ve in vivo çalışmada daha için hipotezler formüle.

Protocol

1. Lateks Gemi hazırlanması

  1. Sağlam bir tezgah üzerine sabitlenmiş olan dikenli hortum bağlantıları için lateks geminin iki ucunda Fix.
  2. Görüş alanını belirlemek için lateks gemide ilgi alanı ölçün. Stent test için ilgi alanı dikenli hortum konnektörleri arasında ortalanmış ve stentli alanı dışında suşları gözlemlemek için stent her tarafında yaklaşık bir inç içermelidir.
  3. Bir dikenli hortum bağlantısı dış kenarından da lateks geminin yaklaşık merkezi konektörler arasındaki merkezi konumu olan mesafeyi kaydedin. Kateter kadar stentin merkezine ölçerek kateter üzerine mesafe çevirir. Sonra bir işaretleyici ile kateter işaretleyin.
  4. Dikenli hortum konektörlerinden lateks gemi çıkarın.
  5. Beyaz ve siyah sprey boya bir stokastik deseni ile ilgi alanı püskürtme veya işaretleyerek lateks geminin hazırlayınkalıcı bir kalem kullanarak rastgele noktalar ile ilgi alanı. Numuneler için daha küçük ve daha ince stokastik kalıp gerekir.

Aramis Sistem 2. In vitro Test Sistemi ve Kalibrasyon

  1. 1. adımda ölçülen ilgi alanından biraz daha büyük olan kalibrasyon paneli seçin.
  2. Ilgi alanında dikenli hortum konnektörleri arasındaki kalibrasyon paneli yerleştirin ve ilgi alanı iyi aydınlatılmış olduğundan emin olun.
  3. Iki kamera, örnek olan uzaklığı ve seçilen kalibrasyon paneli dayalı kamera yükseklik arasındaki mesafeyi ayarlayın. Her kalibrasyon paneli farklıdır, bu nedenle Aramis kullanım kılavuzu bu mesafeleri belirlemek için başvurulan gerekecektir.
  4. "New Project", sonra "Dosya" seçerek Aramis yeni bir proje açın. Sonraki "Sensör" sekmesine tıklayın ve sonra, "Tam Kalibrasyon" "Kalibrasyon" seçeneğini seçin.
  5. Aramis yazılım şimdi t kalibre adımlarında kullanıcıya yürüyeceksin diye kameralar.
  6. Tamamen açık diyafram ile kamera ayar vidası gevşeterek ve objektif çevirerek kalibrasyon panelindeki kamera odaklanmak. Bir kez odaklı, set vida sıkın ve diyafram kapatın.
  7. Kalibrasyon sürecinin ilk görüntü atın. Yerinden veya görüntü bilgisayar ekranında odaklanmıştır kadar, bilgisayar üzerinde gösteri göre kalibrasyon paneli döndürün. İkinci görüntü çekmek. Kalibrasyon görüntüleri geri kalanı için bu işlemi tekrarlayın.
  8. Bir kez kalibrasyon tüm görüntüleri alınır, Aramis görüntü analiz yazılımı, kalibrasyon ayarlarını hesaplayacaktır. Kalibrasyon sapma 0.04 büyükse kalibrasyon işlemi tekrarlanmalıdır. Kamera veya kameralar arasındaki mesafenin odak yapılan tüm ayarlamalar kalibrasyon işlemini geçersiz kılacaktır.
  9. Kalibrasyon paneli çıkarın ve dikenli hortum konnektörleri üzerine geri boyalı lateks gemi yerleştirin.
Aşırı Ortam Gürültüsü kaçının başlığı "> 3. Öntest

  1. Test için istenen saniyedeki kare sayısını belirleyin. Saniyede Artan kare daha düzgün gerginlik sonuçlar üretecektir.
  2. Hiç kırmızı görüntü üzerinde görüntülenecek şekilde az 1 saniye başına kare ve deklanşör hızını ayarlayın.
  3. 5 fotoğraf çekebilirsiniz.
  4. Resim serisi noktaları başlatmak ve test hesaplamak ekleyin.
  5. "Ctrl" tutarken, arka plan gürültü gözlemlemek için örnek merkezinde tıklayın. Öntest gürültü Microstrain 75 üstünde ise kalibrasyon işlemini yeniden yapılması gerekir.

4. Stent Dağıtım

  1. Test sırasında çekmek için istenilen görüntülerin miktarını seçin. 200 fotoğraf stent genişlemesi için yeterli olacaktır.
  2. Yavaş yavaş lateks damar içine kateter sokun ve merkezi bir konuma ulaşana kadar stent yerleştirme kılavuzunu kateter işareti göstergesi kullanarak.
  3. Aramis görüntüleri alarak başlayın.
  4. Balon ile genişleyen stent için, yavaş yavaş balon tam genişletilmiş kadar stent genişletmek için balon basıncı artırmak; sonra yavaş yavaş sıfıra balon basıncı azaltmak ve balon söndürülmeli ve kateter ile birlikte geri çekilir.
  5. Stent tam genişletilmiş kadar kendine genişleyen stent için, yavaş yavaş kılıf kaldırmak; sonra yavaş yavaş kateter geri çekin.

5.. Görüntü Analizi

  1. Gemide belli bir noktaya Gerilme geçmişi
    1. Ilgi alanı "ctrl" tuşuna basılı tutarak ve tıklayarak bir aşama noktası oluşturun.
    2. Istenilen gerginlik türünü seçin, X, Y, XY, büyük gerilim, küçük gerilim, ya da Mises gerilme yani süzün.
    3. Sağ alt köşesinde arsa test süresi boyunca seçilen noktada zorlanma gösterecektir.
  2. Kabın belirli bir yol boyunca mekansal suşu
    1. Cr"bölümler" sekmesini tıklayarak çok aşamalı bir nokta çizgi eate, ardından "bölümü oluşturun". Y, X ekseni için resmin paralel bir çizgi seçin sıfıra eşittir. Bu aşama, bir hat noktaları bir dizi yaratacaktır.
    2. Kademeli hattı oluşturulduktan sonra alt köşesinde arsa bir arsa üzerinde çizgiler serisinin gösterecektir. Her bir hat bölümüne uzunluğu boyunca zamanlı olarak bir örneği olarak suşu temsil eder.
  3. Geminin genişleme oranını ve yarıçapı analiz etmek için en uygun silindir oluşturma
    1. Üst araç çubuğunda, sonra "en uygun cylinder" "ilkel" seçeneğini seçin.
    2. Doğru araç çubuğunda "yüzey aracılığıyla seçin" aracını kullanarak resmin küçük bir bölümünü seçin.
    3. Aramis yazılım üç boyutlu en uygun silindir oluşturur.
    4. Görüntüler daha sonra lateks damarın çapı ne kadar değişen gözlemlemek için yoluyla Siklustaki edilebilir.
  4. Arasındaki mesafe değerlendirilmesiiki nokta
    1. "Mesafe noktadan noktaya" üzerinde "analiz" sekmesini tıklayın.
    2. Iki nokta seçerek analizi için arzu edilen görüntü ile ilgili bir uzunluğa seçmek.
    3. Görüntüler daha sonra zaman içinde iki nokta arasındaki mesafe değişimi gözlemlemek yoluyla dolaşılan edilebilir.

6. Temsilcisi Sonuçlar

Stent dikmeler damar duvarı dışa doğru genişletin suşları genellikle stent konum etrafında daha yüksek olacaktır. Şekil 1 belirli bir noktada balon genişleyen stent gibi büyük gerginlik tarihin geri tepme işlemi sırasında gerginlik haritalama bir örnektir. Şekil 1'de görülen siyah noktalar boru üzerinde bu referans noktaları deplasmanları yakalamak ve izlemek için yüksek hızlı kameralar tarafından kullanılan referans noktaları vardır. Referans noktaları kaydedilmiş hareketine bağlı olarak, daha sonra yazılımı kanalın suşları veya bir hesaplamak için kullanılacaktırny diğer hedeflenen nesne. Ayrıca, maksimum asal suşu olarak anılacaktır büyük bir deformasyon, aşağıdaki gibi hesaplanır:

Denklem 1

Bu implante stent damar yüzeyinde üniform olmayan gerilme dağılımının neden olduğu açıktır. Bu uçlar-kısıtlı lateks boru ve stent kafes yapısı geri tepme yükleme ile açıklanabilir. Bu alanda suşu olarak, Şekil 1 'in altındaki görüntü kırmızı bir çapraz işaretleyici tarafından tanımlanan stent geri tepme, başlangıç ​​aşamasında karşılık gelir. Belirli bir noktaya 10 majör uzama-geçmişi eğrisi stent ayırt edilebilir aşamaları gösterdi. Balon genişletme balonun sönmesi 12 ve 14 saniye arasında gerçekleşir sonra yaklaşık 10 ila 12 saniye ve stent geri tepme meydana gelir.

Şekil 1
Şekil 1..

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Stereo optik yüzey gerilim ölçüm sistemi örnek temas etmeden de-ve out-of-düzlemsel hareketler hem de deforme yüzey üzerinde yerel suşların ölçmek için kullanılır. Bu sistem yüzey suşları çözme yeteneği yüksek, her noktasının hareketlerinin doğru ölçümler oluşturmak için yüzeye koyarak rasgele zıt desen fotoğrafını çekmek için iki adet yüksek hızlı optik kameralar kullanır.

Bu, istenen zıt doğru ölçüm örüntü sağlamak için yeterli ölçüde yüzeye yapışır gerektiğini not edilmelidir. Kameralar zıt desen hareketleri ayırt etmek için ek olarak, hedeflenen örnek alan, parlama olmaksızın iyi ışık gerekirse. Aksi takdirde, çekilen görüntülerin parlama void veri bölgeleri oluşturur. Boru göre 45 derecelik açılarla yaklaşık açılı lateks geminin iki ucunda ışık kaynakları, tavsiye edilir. Yerine bir daha düz bir sprey boyastokastik model için parlak boya da parlamaya miktarını azaltmaya yardımcı olacaktır.

Burada heterojen yerli gemi üzerinde düzgün olmayan gerginlik haritalama test etmek için kullanılabilecek bir alay damar kullanılarak yüzey gerilim ölçümleri bir protokolü sunarız. Ex vivo yerli gemiler çalışmada hücresel aktivite korumak için fizyolojik çözelti içinde inkübe edilecektir. Yaygın siyah mürekkep kalemle Squire ve ark 10 tavşan femoral arter kullanılmış olan gerçek bir damar, leke kullanılabilir. Bu optik yüzey gerilim ölçüm sistemi daha sonra şeffaf bir pencere üzerinden referans noktaları hareketi yakalamak olabilir. Damarlarının histolojik değerlendirmeler ile ex vivo yerli gemi ile yüzey gerilim ölçümleri stentli arter yaralanma mekanizması hakkında daha fazla fikir verecektir. Bu çalışmanın gösterdiği üç boyutlu yüzey suşlar da herhangi bir yerde gerginlik haritası elde etmek için uzatılabiliriç yüzeyi yanı sıra boyunca daha da sayısal analizi ile kabın kalınlığı da dahil olmak üzere heterojen bir test örneği.

Sunulan stereo optik yüzey gerilim ölçüm sistemi içinde-ve out-of-düzlemsel hareketler her ikisi için gerçekten örnek temas olmadan ve yüksek hassasiyet ile tüm deforme yüzey üzerinde gözlenen yerel suşlar yakalayabilir ve ölçebilen çok benzersiz yöntemlerden biridir yüzeyinin. Böyle intravasküler ultrason (IVUS) görüntüleme yanı sıra enflasyon testi 11,12 gibi diğer suşu ölçüm sistemleri ile karşılaştırılmıştır. Geleneksel enflasyon testi testi kanal 11 boyunca ortalama suşu elde edilmesi için yararlıdır, ancak bu çalışmada optik yüzey gerilim ölçüm sistemi tarafından yakalanan üç boyutlu yerel gerginlik sağlayamaz. IVUS elastografi 12 geminin kesiti boyunca iki boyutlu strain harita temin ve büyük tutabildiklinik uygulama için potansiyel. Bu çalışmada gösterilmiştir optik sistem özellikle düzensiz yüzeylerde üç boyutlu yüzey suşları ve deplasmanlar, düzensiz şekiller veya homojen olmayan organlar kaynaklanan bu sunarak benzersiz bir avantaja sahiptir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Acknowledgements

Bu çalışma Nebraska NASA Uzay Grant ve hibe No 0926880 altındaki Ulusal Bilim Vakfı tarafından kısmen desteklenmiştir.

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