Anatomische Rekonstruktionen des menschlichen Cardiac Venensystem mit Kontrast-Computertomographie Perfusion-fixierten Proben

Zusammenfassung

Das Ziel dieser Forschung ist es, neu zu erstellen und dann auf die Anatomie des menschlichen Herzens venöse System mit 3D-Rekonstruktionen von Kontrastmittel-Computertomographie erzeugt.

Zusammenfassung

Ein detaillierteres Verständnis der Komplexität und der relativen Variabilität innerhalb des kardialen Human-Venensystem ist entscheidend für die Entwicklung von Herz-Geräten, die den Zugriff auf diese Schiffe erfordern. Zum Beispiel wird kardialen Venenanatomie bekannt, dass einer der wichtigsten Einschränkungen für die reibungslose Lieferung der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT) ¹ Daher ist die Entwicklung einer Datenbank der anatomischen Parameter für den menschlichen kardialen venösen Systeme können bei der Gestaltung von CRT-Abgabe zu unterstützen Geräte, eine solche Beschränkung zu überwinden. In diesem Forschungsprojekt wurden die anatomischen Parameter aus 3D-Rekonstruktionen des venösen Systems mittels Kontrastmittel-Computertomographie (CT) und Modelling-Software (Materialise, Leuven, Belgien) erhalten. Bogenlänge, Tortuosität, Verzweigung Winkel, Entfernung zum Koronarsinusostium und Gefäßdurchmesser: Die folgenden Parameter wurden für jede Ader beurteilt.

CRT ist eine mögliche Behandlung für patiEltern mit elektromechanischer Dyssynchronie. Ungefähr 10-20% der Patienten mit Herzinsuffizienz können von CRT ² profitieren. Elektromechanische Dyssynchronie bedeutet, dass Teile des Herzmuskels aktivieren und Vertrag früher oder später als die normale Leitungsbahnen des Herzens. In CRT werden dyssynchronous Bereiche des Myokards mit elektrischer Stimulation behandelt. CRT-Stimulation beinhaltet typischerweise Stimulation führt, die den rechten Vorhof (RA), rechten Ventrikel (RV) und linken Ventrikels (LV) zu stimulieren, um mehr synchronisiert Rhythmen erzeugen. Der LV-Elektrode wird in der Regel innerhalb eines kardialen Vene implantiert, mit dem Ziel, sie innerhalb der Stelle der neuesten myokardialen Aktivierung überlagern.

Wir glauben, dass die Modelle und die erhaltenen Analysen davon wird die anatomische Ausbildung für Patienten, Studenten, Ärzte und medizinisches Gerät Designern fördern. Die eingesetzten Methoden hier kann auch genutzt werden, um andere anatomische Merkmale des menschlichen Herzens unsere Proben, wie z. B. zu studierendie Koronararterien. Zur weiteren Förderung der erzieherischen Wert dieser Forschung haben wir die venöse Modelle auf unserer Website freien Zugang geteilt: www.vhlab.umn.edu / atlas .

Protokoll

Vorgehensweise

Tabelle 1 fasst die Materialien während des Verfahrens verwendet wird. Abbildung 1 gibt einen Überblick über den Vorgang.

Ein. Beleg-und Scan-Vorbereitung

1. Besorgen Sie sich die isolierten menschlichen Herzen frisch und anschließend Perfusion fixieren sie in 10% gepuffertem in ihre enddiastolischen Zustand Formalin.
2. Spülen Sie die Herzen im Wasser gescannt werden am Tag vor dem Scannen, um die Mehrheit der Formalin zu entfernen.
3. Bevor der Scanner, die kanülieren Coronarsinus (CS) Vene innerhalb jedes Herz mit einem Ballonkatheter venogram. Erhalten Sie Zugang zum CS entweder durch die obere oder untere Hohlvene unter direkter Sicht oder die Verwendung von videoscopes.
4. Einmal im Ort, den Ballon aufzublasen dieser venogram Katheter, um den Katheter in der CS zu verankern.
5. Legen Sie jedes Herz in einem verschließbaren Behälter Polymer auf einem Schwamm, der so entworfen wurden, dasskann das Herz in seiner attitudinally korrekten anatomischen Position zu sitzen.

2. Computertomographie

1. Positionieren Sie ein bestimmtes Herz auf dem CT-Scanner Bett, als wenn ein Patient wurde in Rückenlage und mit dem Kopf voran auf den Scanner.
2. Verbinden des proximalen Endes des Katheters venogram zu einem Injektor, der zwei Injektionsspritzen enthält: eine für den Kontrast und eine für Kochsalzlösung.
3. Automatisches injizieren 40 ml Kontrastmittel in das Herz Venensystem mit 5 ml / sec.
4. CT das Herz 8 sec nach der Kontrastmittelinjektion wird eingeleitet. Stellen Sie den CT-Scan zu 512 x 512 Pixel Auflösung mit 0,6 mm Schichtdicke.
5. Automatisch injizieren 40 ml Kochsalzlösung in den kardialen Venensystem bei 5 ml / sec zu spülen, den Kontrast.
6. Exportieren Sie die CT DICOM-Bilder auf einer externen Festplatte.

3. Wiederaufbau und Messungen

1. Hochladen CT DICOM-Bilder in Mimics Software.
2. Generieren Sie eine Maske für die CT Bildgebunges enthält nur die Pixel mit hohem Hounsfield Einheiten nur den Kontrast in dem Herzen zu markieren.
3. Entfernen Kontrast, der in die Kammern oder diffus ins Gewebe ausgetreten ist, so dass die Maske enthält nur den Kontrast innerhalb der großen Herzvenen.
4. Manuell in Lufteinschlüsse füllen innerhalb einer bestimmten Vene Frame für Frame.
5. Generieren Sie ein 3D-Objekt aus der resultierenden Maske.
6. Glätten und wickeln Sie dieses Objekt, um grobe Geometrien beseitigen. Video 1 zeigt eine dieser 3D-Modelle im Raum drehen.
7. Generieren Mittellinien für jedes 3D-Modell erstellt.
8. Mit diesen Mittellinien, messen Sie die Bogenlänge, Verzweigung Winkel, Tortuosität (Bogenlänge / Luftlinie entfernt) und Durchmessern für jeden größeren Schiffes in jedem Herzen. Unsere beschäftigt anatomischen Nomenklatur ist in Abbildung 2 dargestellt.

Ergebnisse

Tabelle 2 zeigt die mittlere anatomische Parameter für die wichtigsten Herzvenen für 42 Proben menschlichen Herzens. Alle Herzen Proben enthielt einen hinteren interventrikulären Vene (PIV) und vorderen interventrikulären Vene (AIV). Einige Proben enthielten mehr als einem posterioren Vene des LV (PVLV), posteroanterioren Lateralvene (PLV), links Lateralvene (LLV) und / oder antero-laterale Vene (ALV), während andere Herzen hatten noch eine oder zwei dieser spezifischen Adern vorhanden.

Diskussion

Unser Labor ist die Entwicklung einer Bibliothek von Perfusion-fixierten Herzen Proben für verschiedene anatomische Studien. Bis heute haben wir mehr als 240 erhaltene Exemplare. Die spezifischen Methoden, die wir verwendet, um diese Proben vorbereitet haben, wurden bisher ³ beschrieben. Die vorliegende Studie beschreibt ein neues Verfahren zur Abbildung des menschlichen Herz-venöse System und für die Entwicklung eines anatomischen Datenbank, die für die Konstruktion von Herz-Geräte innerhalb der Gefäß...