إعادة بناء تشريحية من الجهاز الوريدي للقلب البشري باستخدام التباين-المقطعي العينات الإرواء ثابت

Summary

الهدف من هذا البحث هو إعادة ثم الوصول إلى تشريح الجهاز الوريدي للقلب البشري باستخدام عمليات إعادة البناء 3D المتولدة من تباين محسوب بالاشعة التصوير المقطعي.

Abstract

فهم مفصل من التعقيد والتباين النسبي داخل الجهاز الوريدي للقلب الإنسان هو أمر حاسم لتطوير أجهزة القلب التي تتطلب الوصول إلى هذه السفن. على سبيل المثال، يعرف علم التشريح وريدي القلب ليكون واحدا من القيود الرئيسية لتسليم مناسب من العلاج إعادة المزامنة القلب (CRT) ¹ لذلك، يمكن وضع قاعدة بيانات من المعلمات التشريحية لأنظمة الوريدي للقلب الإنسان مساعدة في تصميم تسليم CRT الأجهزة للتغلب على مثل هذا القيد. في هذا المشروع البحثي، تم الحصول على المعلمات التشريحية من اعادة البناء 3D من الجهاز الوريدي باستخدام تباين التصوير المقطعي (CT) والتصوير وبرمجيات النمذجة (Materialise، لوفين، بلجيكا). تم تقييم المعلمات التالية لكل الوريد: طول قوس، tortuousity، المتفرعة زاوية، المسافة إلى فتحة الجيب التاجي، وقطر السفينة.

CRT هو علاج محتمل لباتيالوالدان مع dyssynchrony الكهروميكانيكية. حوالي 10-20٪ من مرضى فشل القلب يمكن أن تستفيد من CRT ^2. dyssynchrony الكهروميكانيكية يعني أن أجزاء من عضلة القلب وتنشيط عقد في وقت سابق أو لاحق من مسار التوصيل الطبيعي للقلب. في CRT، يتم التعامل مع مجالات مختل التزامن من عضلة القلب مع التحفيز الكهربائي. سرعة CRT عادة ما ينطوي على سرعة الشراء التي تحفز الأذين الأيمن (RA)، البطين الأيمن (RV)، والبطين الأيسر (LV) لإنتاج أكثر الإيقاعات إعادة مزامنة. هو مزروع في النتيجة LV عادة في غضون الوريد القلبي، وذلك بهدف تراكب داخل الموقع من أحدث تفعيل عضلة القلب.

ونحن نعتقد أن النماذج التي تم الحصول عليها والتحليلات منه من شأنها أن تعزز التعليم التشريحية للمرضى والطلاب والأطباء، ومصممي الجهاز الطبي. ويمكن أيضا أن المنهجيات المستخدمة هنا أن تستخدم لدراسة الخصائص التشريحية الأخرى من عينات لدينا قلب الإنسان، مثلالشرايين التاجية. لمزيد من التشجيع للقيمة التعليمية لهذا البحث، لقد شاركنا نماذج الوريدي على موقعنا على الانترنت حرية الوصول: www.vhlab.umn.edu / أطلس .

Protocol

إجراء

يلخص الجدول 1 المواد المستخدمة أثناء العملية. الشكل 1 لمحة عامة عن هذه العملية.

1. عينة المسح الضوئي وإعداد

1. الحصول على قلوب البشر معزولة الطازجة وبعد ذلك نضح اصلاحها في 10٪ مخزنة الفورمالين في دولتهم نهاية الانبساط.
2. شطف قلوب التي سيتم فحصها في الماء قبل يوم المسح الضوئي من أجل إزالة الغالبية العظمى من الفورمالين.
3. قبل أن يتوجه إلى ماسحة ضوئية، ويقني؛ يدخل القنية في الجيب التاجي (CS) داخل كل وريد القلب مع القسطرة بالون صورة الوريد. الحصول على الوصول إلى CS من خلال الوريد الأجوف إما أعلى أو أدنى في إطار رؤية مباشرة أو استخدام videoscopes.
4. مرة واحدة في مكان، وتضخيم البالون من هذه القسطرة صورة الوريد لترسيخ القسطرة في CS.
5. وضع كل قلب داخل حاوية بوليمر قابل للغلق على رأس اسفنجة التي تم تصميمها بحيثالقلب يمكن أن تجلس في موقعها التشريحي الصحيح attitudinally.

2. التصوير المقطعي المسح

1. ضع قلب تعطى على السرير الماسح الضوئي CT كما لو أن المريض كان يرقد مستلق ورأسه أولا على الماسح الضوئي.
2. قم بتوصيل الطرف القريب للقسطرة صورة الوريد إلى محقن يحتوي على اثنين من الحقن حقن: واحد للالتباين واحدة لالمالحة.
3. حقن تلقائيا 40 مل من التباين في الجهاز الوريدي للقلب في 5 مل / ثانية.
4. الاشعة المقطعية للقلب 8 ثانية بعد بدء حقن التباين. تعيين الاشعة المقطعية إلى 512 X 512 بكسل القرار مع 0.6 مم سماكة شريحة.
5. حقن تلقائيا 40 مل من المياه المالحة في النظام الوريدي للقلب في 5 مل / ثانية لطرد التباين.
6. تصدير الصور DICOM CT على قرص صلب خارجي.

3. إعادة الإعمار والمقاييس

1. تحميل الصور المقطعية DICOM إلى المقلدون البرمجيات.
2. إنشاء قناع لCT ايماجES الذي يحتوي فقط بكسل مع وحدة هاونسفيلد عالية لتسليط الضوء فقط على النقيض موجودة في القلب.
3. إزالة التناقض الذي قد تسربت في غرف أو منتشر في الأنسجة بحيث قناع يحتوي فقط على النقيض داخل الأوردة القلبية الرئيسية.
4. ملء يدويا في جيوب الهواء داخل إطار السياق الذي قدمه الإطار.
5. إنشاء كائن 3D من قناع الناتجة.
6. على نحو سلس والتفاف هذا الكائن للقضاء على هندستها الخام. الفيديو 1 ويعرض واحدة من هذه النماذج 3D الدورية في الفضاء.
7. توليد centerlines لكل نموذج 3D بإنشائه.
8. باستخدام هذه centerlines، قياس طول القوس، وزاوية المتفرعة، tortuousity (طول القوس / المسافة الخطية)، وبأقطار لكل سفينة كبيرة في كل قلب. يتم عرض لدينا يعملون التسميات التشريحية في الشكل 2.

النتائج

ويعرض الجدول 2 المعلمات التشريحية وسيطة لشرايين القلب الرئيسية لل42 عينات قلب الإنسان. جميع العينات الواردة قلب واحد الوريد الخلفي بين البطينين (التعريف الشخصية) والوريد الأمامي بين البطينين (AIV). يرد بعض العينات أكثر من الوريد الخلفي من LV (PVLV)، وريد التحول ال?...

Discussion

مختبرنا على تطوير مكتبة من نضح ثابتة العينات قلب لمختلف البحوث والدراسات التشريحية. حتى الآن، لدينا أكثر من 240 عينات محفوظة. الأساليب المحددة التي استخدمت لإعداد هذه العينات قد تم وصفها سابقا ^3. يصف هذه الدراسة منهجية جديدة لرسم خرائط الجهاز الوريدي للقلب الإنس...