用于经导管肺动脉瓣置换术的四维计算机断层扫描引导的瓣膜尺寸

摘要

本研究使用从四维心脏计算机断层扫描序列生成的矫直模型评估了一种新方法，以获得经导管肺动脉瓣置换术应用中瓣膜尺寸的所需测量值。

摘要

右心室 （RV） 和肺动脉 （PA） 的测量值（用于选择经导管肺动脉瓣置换术 （TPVR） 的最佳假体尺寸）差异很大。用于设备尺寸预测的三维（3D）计算机断层扫描（CT）成像不足以评估右心室流出道（RVOT）和PA的位移，这可能会增加支架错位和瓣旁漏的风险。本研究的目的是提供一个动态模型，通过四维（4D）心脏CT重建来可视化和量化整个心脏周期中RVOT到PA的解剖结构，以获得所需瓣膜尺寸的准确定量评估。在这项试点研究中，选择了绵羊J的心脏CT来说明这些程序。将3D心脏CT导入3D重建软件，构建4D序列，该序列在心脏周期内分为11个帧，以可视化心脏的变形。在瓣膜植入前，在4D矫直模型中测量主PA，锡管连接处，窦，肺动脉瓣（BPV）基平面和RVOT处五个成像平面的直径，横截面积和周长，以预测瓣膜大小。同时，还测量了RV体积的动态变化以评估右心室射血分数（RVEF）。获得舒张末的3D测量值，以便与4D测量值进行比较。在绵羊J中，来自拉直模型的4D CT测量导致TPVR（30 mm）的瓣膜尺寸选择与3D测量相同。CT前羊J的RVEF为62.1%。与3D CT相比，矫直4D重建模型不仅能够准确预测TPVR的瓣膜尺寸选择，而且提供了理想的虚拟现实，从而为TPVR和TPVR器件的创新提供了一种有前景的方法。

引言

右心室流出道功能障碍 （RVOT） 和肺动脉瓣异常是严重先天性心脏病的两个最常见后果，例如，法洛四联症修复 （TOF）、某些类型的右心室双出口 （DORV） 和大动脉转位的患者^1，2，3.这些患者中的大多数在其一生中面临多次手术，并且随着年龄的增长，复杂性和合并症的风险也会增加。这些患者可能受益于经导管肺动脉瓣置换术 （TPVR） 作为微创治疗⁴。迄今为止，接受TPVR的患者数量稳步增长，全球已进行了数千例此类手术。与传统的心脏直视手术相比，TPVR需要在干预前通过计算机断层扫描血管造影（CTA）对从右心室（RV）到肺动脉（PA）的异种移植物或同种移植物进行更准确的解剖学测量，以及 通过 经环斑片修复肺和RVOT狭窄，并确保患者没有支架骨折和瓣膜旁渗漏（PVL）^5，6.

一项前瞻性、多中心研究表明，多探测器CT环形尺寸算法在选择合适的瓣膜尺寸方面起着重要作用，可降低瓣膜旁反流的程度⁷。近年来，定量分析在临床医学中得到了越来越多的应用。定量分析具有巨大的潜力，能够客....

研究方案

所有心脏CT数据均来自GrOwnValve临床前试验，并得到了柏林区域卫生和社会事务办公室（LAGeSo）法律和伦理委员会的批准。所有动物都按照欧洲和德国实验动物科学学会（FELASA，GV-SOLAS）的指导方针接受了人道护理。在这项研究中，选择了来自绵羊J的Pre-CT来说明这些程序。

1. 对绵羊进行三维心脏CT检查

1. 静脉麻醉
   1. 通过肌内注射咪达唑仑（2 mg / mL，0.4 mg / kg），丁胺醇（10 mg / mL，0.4 mg / kg）和格隆溴铵（200 mcg / mL，0.011 mg / kg）预先用药，镇静绵羊（3岁，47kg， 雌性，绵羊座）。
   2. 检查绵羊在注射后15分钟变得温顺时的身体状况。
   3. 将带有注射口的18 G导管无菌地放置在头静脉中，并将灌注管连接到T型接头上，用于麻醉和造影剂。
   4. 通过静脉注射异丙酚（20 mg / mL，1-2.5 mg / kg）和芬太尼（0.01 mg / kg）麻醉绵羊。检查镇静症状，如下颌松弛，吞咽丧失和睫状体反射。用6.5毫米-8毫米气管插管给绵羊插管，并将胃管放入胃中进行胃液抽吸，然后静脉注射丙泊酚（20毫克/毫升，1-2.5毫克/千克）和芬太尼（0.01毫克/千克）。
   5. 通过静脉注射丙泊酚（10 mg / ml，2.5-8.0 mg / k....

结果

在绵羊J中，从4D心脏CT序列中成功生成了4D全心和右心模型，该序列显示了整个心脏周期的变形。为了更好地可视化，跳动的心脏和右心的整个变形在图3 - 图4和视频1 - 视频 2中的各个方向上显示。

在分段的每10%中，根据面罩体积获得矫直的右心模型，以说明绵羊J Pre-.......

讨论

迄今为止，这是第一项使用从4D CT序列生成的矫直心脏模型来说明RVOT-PA形态和动态参数的患者特异性测量的研究，该模型可用于预测TPVR的最佳瓣膜尺寸。使用绵羊J Pre-CT成像来说明该方法，以获得动态变形，右心室容积，右心室功能以及RVOT / PA在心脏周期每重建10%时从RVOT到肺干的RVOT / PA变化的五个平面。与3D成像相比，矫直模型不仅可以预测与舒张末期3D图像的MPR测量值相同的瓣膜尺寸，而且还?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Adobe Illustrator	Adobe	Adobe Illustrator 2021	Graphics software
Butorphanol	Richter Pharma AG	Vnr531943	0.4mg/kg
Fentanyl	Janssen-Cilag Pharma GmbH	DE/H/1047/001-002	0.01mg/kg
Glycopyrroniumbromid	Accord Healthcare B.V	PZN11649123	0.011mg/kg
GraphPad Prism	GraphPad Software Inc.	Version 9.0	Versatile statistics software
Imeron 400 MCT	Bracco Imaging	PZN00229978	2.0–2.5 ml/kg
Ketamine	Actavis Group PTC EHF	ART.-Nr. 799-762	2–5 mg/kg/h
Midazolam	Hameln pharma plus GMBH	MIDAZ50100	0.4mg/kg
Multislice Somatom Definition Flash	Siemens AG	A91CT-01892-03C2-7600	Cardiac CT Scanner
Propofol	B. Braun Melsungen AG	PZN 11164495	20mg/ml, 1–2.5 mg/kg
Propofol	B. Braun Melsungen AG	PZN 11164443	10mg/ml, 2.5–8.0 mg/kg/h
Safety IV Catheter with Injection port	B. Braun Melsungen AG	LOT: 20D03G8346	18 G Catheter with Injection port
3D Slicer	Slicer	Slicer 4.13.0-2021-08-13	Software: 3D Slicer image computing platform