Wir danken Junming Yan, Berater von Johnson&Johnoson, der für die Forschungsstipendien verantwortlich ist. Diese Arbeit wurde vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie der Provinz Jilin finanziert (20220402076GH).

Dieses Forschungsverfahren hielt sich eng an die Regeln der Ethikkommission für Humanforschung des China-Japan Union Hospital der Universität Jilin. Patienten, die sich einer Radiofrequenzablation von Vorhofflimmern unterzogen hatten, wurden mit dem Carto-System (3D-Mapping-System) durchsucht. Anschließend wurde das PACS-System verwendet, um festzustellen, ob der Patient vor der Operation einer CT-Untersuchung des linken Vorhofs unterzogen wurde, um sicherzustellen, dass jeder ausgewählte Patient CT-Bilder des linken Vorhofs zum Vergleich hatte. Soundstar ist der ICE-Katheter, der in dieser Studie verwendet wird, und ein Cartosound-Modul ist im 3D-Mapping-System verfügbar. Jeder Patient gab vor der ICE-3D-Modellierung eine schriftliche Einverständniserklärung ab.
1. Vorbereitung vor dem Scannen
<ol><li>Überprüfen Sie Patienteninformationen, wie z. B. genaue Herzfrequenz, Rhythmus, Blutdruck und Sauerstoffsättigung. Lassen Sie den Patienten in Rückenlage liegen, die Arme auf beiden Seiten und die Oberschenkel leicht abduziert.</li>
	<li>Bieten Sie allen Patienten während des gesamten Eingriffs eine tiefe bewusste Sedierung mit Fentanyl (200 μg/ml) an. Wählen Sie als Einstichstelle die rechte Oberschenkelvene, die desinfiziert und für die Lokalanästhesie mit 2% Lidocain gepflastert wird.</li>
	<li>ICE-Katheter einrichten: Verbinden Sie die ICE-Katheterschwanzlinie mit dem 3D-Mapping-System und einem Ultraschallgerät. Öffnen Sie die Benutzeroberfläche "Studie" im 3D-Mapping-System, und wählen Sie unter "Verbundene Maschinen" die Option "P500" aus.</li>
	<li>Platzieren Sie den ICE-Katheter (Durchmesser: 10f; Ultraschallmodus: B-Modus) in der Oberschenkelvene. Überwachen Sie während des Pressvorgangs den Ultraschall in Echtzeit, um sicherzustellen, dass sich der Katheter an einem sicheren Ort befindet.</li>
	<li>Führen Sie den Ablationskatheter in den rechten Vorhof, um das richtige Vorhof- und Koronarsinusmodell zu entwickeln. Platzieren Sie die Koronarsinuselektrode, indem Sie sie mit einer ICE-Führung kombinieren.</li>
	<li>Nachdem der ICE-Katheter in den rechten Vorhof eingeführt wurde, stellen Sie sicher, dass der linke Vorhof und die Struktur des linken Vorhofohrs auf dem Anzeigebildschirm des 3D-Mapping-Systems angezeigt werden, wobei die kurzen und langen Achsen des linken Vorhofs unter Ausschluss des linken Vorhofthrombus angezeigt werden.</li>
	<li>Bestimmen Sie die optimale Einstichstelle unter ICE-Anleitung, nachdem Sie die Vorhofseptumpunktionsnadel eingeführt haben. Führen Sie dann eine transseptale Punktion durch.<ol><li>Verwenden Sie die Startansicht , um zu überprüfen, ob der ICE das rechte Atrium erreicht hat. Dann zeigt die Software den linken PV-Abschnitt an. Klicken Sie auf Rechtsbeuge , um die untere Hohlvene und die Vorhofscheidewand zu demonstrieren.</li>
		<li>Bewegen Sie die Einstichnadelscheide so, dass sie in Vier-Uhr-Richtung zeigt. Ziehen Sie die Nadelscheide während der Überwachung des ICE in die ovale Fossa ein, und das "Zeltzeichen" ist sichtbar.</li>
		<li>Passen Sie den ICE-Katheter so an, dass der linke PV als "Hasenohr-Zeichen" sichtbar wird. Unter ICE-Anleitung ziehen Sie die Nadelscheide langsam bis zum unteren Rand der ovalen Fossa zurück.</li>
		<li>Drehen Sie die Punktionsnadel im Uhrzeigersinn, um die ovale Fossa zu durchbrechen. Injizieren Sie dann Heparin-Kochsalzlösung durch die Punktionsnadel der Vorhofscheidewand. HINWEIS: Salzblasen wurden in der LA beobachtet, was auf eine erfolgreiche Punktion der Vorhofscheidewand hinweistert.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 3D Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvene
HINWEIS: Der ICE konstruiert das Modell des linken Vorhofs in zwei Richtungen.
<ol><li>Nachdem Sie den ICE-Katheter in die Oberschenkelvene eingeführt haben, führen Sie ihn durch die untere und obere Hohlvene in den rechten Vorhof.</li>
	<li>Schieben Sie den Ultraschallkatheter auf der kurzen Achse in die Mitte des rechten Vorhofs und drehen Sie ihn im Uhrzeigersinn. Nun zeigt der Ultraschallventilator in die Ein-Uhr-Richtung (Home-Ansicht) und zeigt den rechten Vorhof und die rechte Herzkammer.</li>
	<li>Ziehen Sie den Spannknopf fest, um eine Einstellung der Verriegelungsspannung zu erreichen. Wechseln Sie dann zur Startansicht und klicken Sie auf Antecurvature (A), um den Trikuspidalanulus vollständig anzuzeigen. Befestigen Sie es am Trikuspidalanulus für das Gating-Training und verwenden Sie die Endatemphasenmodellierung.</li>
	<li>Drehen Sie sich in der Home-Ansicht im Uhrzeigersinn zur linken Vorhofvorderwand, was zum Erscheinen des linken Vorhofohrs führt.</li>
	<li>Fahren Sie mit der Drehung im Uhrzeigersinn zum linken Vorhof fort, was zum Erscheinen der linken oberen und unteren Lungenvene führt, die als "Hasenohrzeichen" angezeigt werden. Drehen Sie es dann im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, um das Bild der linken Lungenvenen genau zu erfassen, indem Sie die vorderen und hinteren Venusgrenzen identifizieren.</li>
	<li>Drehen Sie sich weiter im Uhrzeigersinn zum linken Vorhof, um die hintere Wand zu etablieren, und dabei erscheint die Speiseröhre als "zweigleisiges Zeichen".</li>
	<li>Drehen Sie sich im Uhrzeigersinn nach links, um die rechte untere Lungenvene zu beobachten, die als "3-Wort-Zeichen" angezeigt wird. Drehen Sie es dann im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, um das Bild der rechten Lungenvenen präzise aufzunehmen, indem Sie die vorderen und hinteren Grenzen identifizieren.</li>
	<li>Klicken Sie auf der Längsachse auf Palintrope (P), um die Spitze des Katheters auf der gleichen Höhe wie die Mündung des Koronarsinus zu halten. Dies ergänzt das Modell des linken Vorhofs. Stellen Sie die Linksbiegung/Rechtsbiegung (L/R) ein, um die Vorderwand der Längsachse des linken Vorhofs zu beobachten. Dieses Bild zeigt die Vorderwand des linken Vorhofs.</li>
	<li>Markieren Sie die wichtigen anatomischen Stellen, einschließlich der Pulmonalvenenostien, des linken Vorhofohrs und anderer lebenswichtiger Stellen entsprechend (Video 1).</li>
</ol>3. Bildaufnahme und Vermessung des Pulmonalvenenbereichs
<ol><li>CT des linken Vorhofs<ol><li>Öffnen Sie das PACS-System mit einem Doppelklick auf das Symbol. Klicken Sie auf Erweiterte Abfrage , um den Patientennamen und das Inspektionselement einzugeben. Klicken Sie auf OK , um das Bild zu suchen.</li>
		<li>Klicken Sie auf Tune, um das Bild in das vue pacs System (Bildarchivierungs- und Kommunikationssystem) zu übertragen.</li>
		<li>Übertragen Sie das Bild der 3D-Volumenrekonstruktion in die Arbeitsbox und klicken Sie auf Bild exportieren , um die Positionsbilder des linken Vorhofs posterior (PA), des linken Laterals (LL) und des rechten lateralen (RL) Positionsbildes im Ordner zu speichern.</li>
		<li>Nachdem Sie zum vorherigen Programm zurückgekehrt sind, übertragen Sie die Sequenz zur Verbesserung der linken atrialen arteriellen Phase in die Arbeitsbox und klicken Sie auf das als 3D angezeigte Bild.</li>
		<li>Doppelklicken Sie auf das 3D-Bild und klicken Sie dann in der Symbolleiste auf 3D . Wählen Sie das Resektionswerkzeug , um die Rippen, die Wirbelsäule, die Aorta und andere Strukturen zu entfernen und den linken Vorhof und das Pulmonalvenensystem freizulegen.</li>
		<li>Legen Sie den Vorhof der Pulmonalvene frei. Klicken Sie in der Symbolleiste auf Abbildung und wählen Sie Fläche , um die Querschnittsfläche des Pulmonalvenenvorhofs zu berechnen.</li>
	</ol></li>
	<li>EIS<ol><li>Öffnen Sie das 3D-Mapping-System. Klicken Sie dann auf Studie überprüfen und geben Sie den Namen des Patienten ein. Verwenden Sie abschließend die Option Nach aktuellem Patienten suchen , um das Bild zu identifizieren.</li>
		<li>Klicken Sie auf OK , um die Arbeitsoberfläche zu öffnen.</li>
		<li>Klicken Sie auf Studie > Studie fortsetzen und wählen Sie die Modell - und Kanalsequenzen aus.</li>
		<li>Klicken Sie auf Aufnahmeeinstellungen, wählen Sie dann Region und stellen Sie das Bild auf "Posterior-anterior", "Links lateral", "Right lateral", "Left anterior oblique (LAO)" und "Right anterior oblique (RAO)" ein.</li>
		<li>Klicken Sie auf Bild, wählen Sie den Fotobereich aus und klicken Sie auf OK, um das Bild zu speichern.</li>
		<li>Klicken Sie auf die Option Karte und wählen Sie Karte speichern. Verwenden Sie dann den Radiergummi in der Symbolleiste, um die linke und rechte Lungenvene zu entfernen.</li>
		<li>Klicken Sie auf das Bild, wählen Sie Bereichsmessung und messen Sie den Bereich des Pulmonalvenenvorhofs.</li>
	</ol></li>
</ol>

ICE-basierte 3D-Remodellierung des linken Vorhofs und der Lungenvene

<ol>
	<li>Xu, Y., Sharma, D., Li, G., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atrial+remodeling:+new+pathophysiological+mechanism+of+atrial+fibrillation.">Atrial remodeling: new pathophysiological mechanism of atrial fibrillation.</a> Medical Hypotheses. 80 (1), 53-56 (2013).</li><li>George, J. C., Varghese, V., Mogtader, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracardiac+echocardiography:+evolving+use+in+interventional+cardiology.">Intracardiac echocardiography: evolving use in interventional cardiology.</a> Journal of Ultrasound in Medicine. 33 (3), 387-395 (2014).</li><li>Jingquan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracardiac+echocardiography+Chinese+expert+consensus.">Intracardiac echocardiography Chinese expert consensus.</a> Frontiers in Cardiovascular Medicine. 9, 1012731 (2022).</li><li>Anter, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+intracardiac+echocardiography+and+transesophageal+echocardiography+for+imaging+of+the+right+and+left+atrial+appendages.">Comparison of intracardiac echocardiography and transesophageal echocardiography for imaging of the right and left atrial appendages.</a> Heart Rhythm. 11 (11), 1890-1897 (2014).</li><li>Rossillo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+ICE-guided+registration+strategy+for+integration+of+electroanatomical+mapping+with+three-dimensional+CT/MR+images+to+guide+catheter+ablation+of+atrial+fibrillation.">Novel ICE-guided registration strategy for integration of electroanatomical mapping with three-dimensional CT/MR images to guide catheter ablation of atrial fibrillation.</a> Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 20 (4), 374-378 (2009).</li><li>Okumura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+ultrasound+for+image-guided+mapping+and+intervention:+methods,+quantitative+validation,+and+clinical+feasibility+of+a+novel+multimodality+image+mapping+system.">Three-dimensional ultrasound for image-guided mapping and intervention: methods, quantitative validation, and clinical feasibility of a novel multimodality image mapping system.</a> Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 1 (2), 110-119 (2008).</li><li>Liu, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolving+utility+of+intracardiac+echocardiography+in+cardiac+procedures.">The evolving utility of intracardiac echocardiography in cardiac procedures.</a> Journal of Atrial Fibrillation. 6 (6), 1055 (2014).</li><li>Bartel, T., Edris, A., Velik-Salchner, C., M&#252;ller, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracardiac+echocardiography+for+guidance+of+transcatheter+aortic+valve+implantation+under+monitored+sedation:+a+solution+to+a+dilemma.">Intracardiac echocardiography for guidance of transcatheter aortic valve implantation under monitored sedation: a solution to a dilemma.</a> European Heart Journal. Cardiovascular Imaging. 17 (1), 1-8 (2016).</li><li>Haissaguerre, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+initiation+of+atrial+fibrillation+by+ectopic+beats+originating+in+the+pulmonary+veins.">Spontaneous initiation of atrial fibrillation by ectopic beats originating in the pulmonary veins.</a> New England Journal of Medicine. 339 (10), 659-666 (1998).</li><li>Kaseno, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+the+CartoSound&#174;+image+directly+acquired+from+the+left+atrium+for+integration+in+atrial+fibrillation+ablation.">The impact of the CartoSound&#174; image directly acquired from the left atrium for integration in atrial fibrillation ablation.</a> Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology. 53, 301-308 (2018).</li><li>Enriquez, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+intracardiac+echocardiography+in+interventional+cardiology:+working+with+the+anatomy+rather+than+fighting+it.">Use of intracardiac echocardiography in interventional cardiology: working with the anatomy rather than fighting it.</a> Circulation. 137 (21), 2278-2294 (2018).</li></ol>

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu deklarieren.

Die intrakardiale Echokardiographie (ICE) ist ein berührungsloses dreidimensionales Rekonstruktionswerkzeug. Sie bestimmt die geeignete Ablationsebene und reduziert die Inzidenz von Pulmonalvenenstenosen. Darüber hinaus verbessert ICE die Wirksamkeit der Katheterablation, indem die distale Position des Ablationskatheters und seine relative Assoziation mit den anatomischen Strukturen beurteilt werden. Zu diesen Strukturen gehören der linke Vorhof und die Pulmonalvene sowie der Durchmesser und die Morphologie der Lungen...

Vorhofflimmern (AF) ist häufig mit einem Vorhofumbau verbunden, einschließlich mechanischem Umbau, elektrophysiologischem Umbau und strukturellem Umbau1. Der strukturelle Umbau wird sich dramatisch auf die Anatomie des Atriums auswirken. Daher ist die Beurteilung der Anatomie des linken Vorhofs bei Patienten mit Vorhofflimmern für die Ablation von Vorhofflimmern und alle Eingriffe, die auf den linken Vorhof abzielen, von entscheidender Bedeutung. Für die FAM-3D-Modellierung wird die 3D-Modellierung des Herzens anhand der räumlichen Positionsänderung seiner Position entsprechend dem festen Magnetfeld durch kontinuierliche Verschiebung des Magnetkatheters im Herzen rekonstruiert. Im Gegensatz dazu integriert die ICE-3D-Modellierung das zweidimensionale Bild in der Herzhöhle mit dem elektroanatomischen 3D-Mapping-System, indem der Sensor am Kopfende des ICE-Phase-Array-Katheters positioniert wird. Somit stellt der Ultraschallsektor eine 3D-Modellierung dar, um die anatomische Beziehung und die Katheterposition in Echtzeit zu demonstrieren.
Basierend auf unserer klinischen Erfahrung kann die intrakardiale Echokardiographie (ICE) die Vorhofwandgrenze identifizieren und das 3D-Remodel weiter etablieren. Die meisten ICE-Anwendungen während der Ablation von Vorhofflimmern oder der 3D-Remodellierung liefern jedoch nur ein kurzes Profil der Vorhöfe oder Lungenvenen. Ursprünglich wurde ICE eingesetzt, um den interventionellen Verschluss des Vorhofseptumdefekts und des offenen Foramen ovale2 zu steuern. ICE kann die Lage und Form der Vorhofscheidewand klären und wurde für verschiedene interventionelle Eingriffe eingesetzt, die eine Vorhofseptumpunktion erfordern3. Dazu gehören die Radiofrequenz-Katheterablation von Vorhofflimmern, die interventionelle Therapie der Mitralklappe usw. ICE kann Pulmonalvenengrenzen und Vorhofwände präzise identifizieren, um ein detaillierteres 3D-Modell zu erstellen3. Es ist unklar, ob diese Methode den Anwendern eine genauere Beurteilung der Vorhofanatomie ermöglichen könnte, insbesondere für das Pulmonalvenenantrum und die transseptalen Stellen. In dieser Studie verglichen wir das CT-Bild des linken Vorhofs und die 3D-Remodellierung, die mit traditionellen Methoden und präzisen ICE-Verfahren erstellt wurden, um zusätzliche Informationen zu erhalten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>CARTO V6</td>
			<td>Johnson&#38;Johnson</td>
			<td>6.0.80.45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CARTO V7</td>
			<td>Johnson&#38;Johnson</td>
			<td>7.1.80.33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PACS system</td>
			<td>Philips(China) Investment Co.,Ltd</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soundstar</td>
			<td>Johnson&#38;Johnson</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional modeling of the left atrium and pulmonary veins with a precise intracardiac echocardiography approach

Die intrakardiale Echokardiographie (ICE) ist ein neuartiges Instrument zur Beurteilung der Herzanatomie während der Pulmonalvenenisolation, insbesondere der Anatomie des linken Vorhofs (LA) und der Pulmonalvenenstrukturen. ICE wird häufig verwendet, um ein dreidimensionales (3D) strukturelles Modell des linken Vorhofs während der Ablation zu erstellen. Es ist jedoch unklar, ob die Verwendung von ICE in einer präzisen 3D-Modellierungsmethode ein genaueres linksatriales 3D-Modell und den transseptalen Zugang liefern kann. In dieser Studie wird ein Protokoll zur Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvenen mit ICE und FAM-Katheterumbau (Fast Anatomical Mapping) vorgeschlagen. Es bewertet die Genauigkeit der Modelle, die mit den beiden Methoden erstellt wurden, durch Beobachterbewertung. Wir schlossen 50 Patienten ein, die sich einer ICE-basierten 3D-Remodellierung unterzogen, und 45, die sich einer FAM-3D-Remodellierung auf der Grundlage von Pulmonalvenenisolationsverfahren unterzogen. Die Modellierung des Pulmonalvenenantrums wird durch den Vergleich der durch die Remodellierung erworbenen Antrumfläche mit der linksatrialen Computertomographie-Angiographie (CTA) geschätzt. Die Beobachterwerte für die Modellierung in der ICE- und FAM-Gruppe betrugen 3,40 ± 0,81 bzw. 3,02 ± 0,72 (P < 0,05). Der mit den ICE- und FAM-basierten Methoden ermittelte Bereich des Pulmonvenenantrums zeigte eine Korrelation mit dem Bereich, der durch CT des linken Vorhofs gewonnen wurde. Die Verzerrung des 95%-Konfidenzintervalls war jedoch in ICE-erworbenen Modellen enger als in FAM-erworbenen Modellen (-238 cm 2 bis 323 cm 2 vs. -363 cm 2 bis 386 cm 2) unter Verwendung der Bland-Altman-Analyse. Daher besitzt die präzise ICE eine hohe Genauigkeit bei der Schätzung der linken Vorhofstruktur, was zu einem vielversprechenden Ansatz für die zukünftige Schätzung der Herzstruktur wird.

Von Januar 2021 bis Juni 2022 haben wir 114 Patienten ausgewählt, die sich in unserem Krankenhaus einer Radiofrequenzablation von Vorhofflimmern unterzogen haben. Die Patienten wurden aufgrund der folgenden Kriterien ausgeschlossen: kein 3D-Volumenrekonstruktionsbild des linken Vorhof-CT (n = 11), kein ICE-Bild der transseptalen Punktion (n = 4) und unvollständige Rekonstruktion des linken Vorhofs und der Pulmonalvenenbilder (n = 4). Schließlich wurden 50 Patienten mit ICE-3D-Modellierung und 45 mit FAM-3D-Modellierun...

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Autor im Rampenlicht: Fortschritte in der intrakardialen Echokardiographie für die Beurteilung der atrialen Anatomie 

Die genaue intrakardiale Echokardiographie (ICE) zeigt eine signifikante Genauigkeit bei der Schätzung der linken Vorhofstruktur, eine prospektive und vielversprechende Methode zur Schätzung der Herzstruktur. Hier schlagen wir ein Protokoll für die dreidimensionale Modellierung des linken Vorhofs und der Pulmonalvenen mit ICE und FAM-Katheterumbau (Fast Anatomical Mapping) vor.

Dreidimensionale Modellierung des linken Vorhofs und der Lungenvenen mit einem präzisen intrakardialen Echokardiographie-Ansatz

Intracardiac echocardiography (ICE) is a novel tool for estimating cardiac anatomy during pulmonary vein isolation procedures, particularly the left ...

Unsere Forschung versucht zu evaluieren, ob die intrakardiale Echokardiographie-basierte 3D-Konstruktion die Genauigkeit des Lungenvorhofs und die Beurteilung der arteriellen Anatomie verbessern kann. Die intrakardiale Echokardiographie ist in der Lage, die arterielle Wandgrenze zu identifizieren und ein 3D-Modell der Lungenwinde zu erstellen. In jüngster Zeit wurde dies verstärkt, wobei der Fokus auf die Verwendung von S2-oft detaillierten Bildern zur genauen Bestimmung der arteriellen Anatomie gelegt wurde.Eine der aktuellen experimentellen Herausforderungen ist die genaue Nachahmung der linken Arterienstruktur. Es wurden jedoch vielversprechende Ergebnisse erzielt, die als beste arterielle Bildgebung und Sicherheitsdekonstruktion verwendet werden, was eine hohe Genauigkeit und ein Potenzial für die zukünftige Bildgebung der Herzstruktur aufweist.

three-dimensional-modeling-left-atrium-pulmonary-veins-with-precise

Research

JoVE Journal

Medicine

Three-Dimensional Modeling of the Left Atrium and Pulmonary Veins with a Precise Intracardiac Echocardiography Approach

701 Aufrufe.  China-Japan Union Hospital of Jilin University. Unsere Forschung versucht zu evaluieren, ob die intrakardiale Echokardiographie-basierte 3D-Konstruktion die Genauigkeit des Lungenvorhofs und die Beurteilung der arteriellen Anatomie verbessern kann. Die intrakardiale Echokardiographie ist in der Lage, die arterielle Wandgrenze zu identifizieren und ein 3D-Modell der Lungenwinde zu erstellen. In jüngster Zeit wurde dies verstärkt, wobei der Fokus auf die Verwendung von S2-oft detaillierten Bildern zur genauen Bestimmung der arteriellen Ana...

Serie: Autor im Rampenlicht: Fortschritte in der intrakardialen Echokardiographie für die Beurteilung der atrialen Anatomie 

Bronchial Thermoplasty:  A Novel Therapeutic Approach to Severe Asthma

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled manner to reduce excessive airway smooth muscle. Reducing airway smooth muscle decreases the ability of the airways to constrict, thereby reducing the frequency of asthma attacks. Bronchial thermoplasty is delivered by the Alair System and is performed in three outpatient procedure visits, each scheduled approximately three weeks apart. The first procedure treats the airways of the right lower lobe, the second treats the airways of the left lower lobe and the third and final procedure treats the airways in both upper lobes. After all three procedures are performed the bronchial thermoplasty treatment is complete.
Bronchial thermoplasty is performed during bronchoscopy with the patient under moderate sedation. All accessible airways distal to the mainstem bronchi between 3 and 10 mm in diameter, with the exception of the right middle lobe, are treated under bronchoscopic visualization. Contiguous and non-overlapping activations of the device are used, moving from distal to proximal along the length of the airway, and systematically from airway to airway as described previously. Although conceptually straightforward, the actual execution of bronchial thermoplasty is quite intricate and procedural duration for the treatment of a single lobe is often substantially longer than encountered during routine bronchoscopy. As such, bronchial thermoplasty should be considered a complex interventional bronchoscopy and is intended for the experienced bronchoscopist. Optimal patient management is critical in any such complex and longer duration bronchoscopic procedure. This article discusses the importance of careful patient selection, patient preparation, patient management, procedure duration, postoperative care and follow-up to ensure that bronchial thermoplasty is performed safely.
Bronchial thermoplasty is expected to complement asthma maintenance medications by providing long-lasting asthma control and improving asthma-related quality of life of patients with severe asthma. In addition, bronchial thermoplasty has been demonstrated to reduce severe exacerbations (asthma attacks) emergency rooms visits for respiratory symptoms, and time lost from work, school and other daily activities due to asthma.

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled manner to reduce excessive airway smooth muscle. Reducing airway smooth muscle decreases the ability of the airways to constrict, thereby reducing the frequency of asthma attacks.

Bronchial Thermoplastie: einen neuen therapeutischen Ansatz bis schwerem Asthma

Bronchial thermoplasty is a non-drug procedure for severe persistent asthma that delivers thermal energy to the airway wall in a precisely controlled ...

Forschung

Medizin

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

Epithelial ovarian cancers (EOCs) are the leading cause of death from gynecological malignancy in Western societies. Despite advances in surgical treatments and improved platinum-based chemotherapies, there has been little improvement in EOC survival rates for more than four decades 1,2. Whilst stage I tumors have 5-year survival rates &gt;85%, survival rates for stage III/IV disease are &lt;40%. Thus, the high rates of mortality for EOC could be significantly decreased if tumors were detected at earlier, more treatable, stages 3-5. At present, the molecular genetic and biological basis of early stage disease development is poorly understood. More specifically, little is known about the role of the microenvironment during tumor initiation; but known risk factors for EOCs (e.g. age and parity) suggest that the microenvironment plays a key role in the early genesis of EOCs. We therefore developed three-dimensional heterotypic models of both the normal ovary and of early stage ovarian cancers. For the normal ovary, we co-cultured normal ovarian surface epithelial (IOSE) and normal stromal fibroblast (INOF)&nbsp;cells, immortalized by retrovrial transduction of the catalytic subunit of human telomerase holoenzyme (hTERT) to extend the lifespan of these cells in culture. To model the earliest stages of ovarian epithelial cell transformation, overexpression of the CMYC oncogene in IOSE cells, again co-cultured with INOF cells. These heterotypic models were used to investigate the effects of aging and senescence on the transformation and invasion of epithelial cells. Here we describe the methodological steps in development of these three-dimensional model; these methodologies aren't specific to the development of normal ovary and ovarian cancer tissues, and could be used to study other tissue types where stromal and epithelial cell interactions are a fundamental aspect of the tissue maintenance and disease development.

Heterotypic Three-dimensional In Vitro Modeling of Stromal-Epithelial Interactions During Ovarian Cancer Initiation and Progression

We describe methodologies for establishing in vitro heterotypic three-dimensional models comprising ovarian fibroblasts and normal ovarian surface or ovarian cancer epithelial cells. We discuss the use of these models to study stromal-epithelial interactions that occur during ovarian cancer development.

Heterotypische Dreidimensionale<em&gt; In Vitro</em&gt; Modellierung von Stromal-Epithelial Interaktionen beim Eierstockkrebs Initiation und Progression

Epithelial ovarian cancers (EOCs) are the leading cause of death from gynecological malignancy in Western societies. Despite advances in surgical ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in particular (e.g., brain tumors such as glioblastoma multiforme and squamous cell carcinoma of the head and neck &#8211; SCCHN) it is a cause of severe morbidity and can be life-threatening even in the absence of distant metastases. In addition, cancers which have relapsed following treatment unfortunately often present with a more aggressive phenotype. Therefore, there is an opportunity to target the process of invasion to provide novel therapies that could be complementary to standard anti-proliferative agents. Until now, this strategy has been hampered by the lack of robust, reproducible assays suitable for a detailed analysis of invasion and for drug screening. Here we provide a simple micro-plate method (based on uniform, self-assembling 3D tumor spheroids) which has great potential for such studies. We exemplify the assay platform using a human glioblastoma cell line and also an SCCHN model where the development of resistance against targeted epidermal growth factor receptor (EGFR) inhibitors is associated with enhanced matrix-invasive potential. We also provide two alternative methods of semi-automated quantification: one using an imaging cytometer and a second which simply requires standard microscopy and image capture with digital image analysis.

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

Invasion of surrounding normal tissues is a defining characteristic of malignant tumors. We provide here a simple, semi-automated micro-plate assay of invasion into a natural 3D biomatrix that has been exemplified with a number of models of advanced human cancers.

Dreidimensionale (3D) Tumor Spheroid Invasionsassay

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Murine Echocardiography of Left Atrium, Aorta, and Pulmonary Artery

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic pressure through echocardiography, as well as to obtain measurements of the Aorta and PA diameter in mice.
Mice older than 10 d of age can be analyzed using the present technique. The technique is composed of 3 main steps: set-up, image acquisition, and image analysis. The set-up step consists of getting the mouse anesthetized with 1% isoflurane, shaving it, and taping it in a supine position to a heated EKG board where the image acquisition will take place. The image acquisition step consists of learning to identify the cardiac structures and obtaining all the required images with its correspondent probe and axis in order to be able to calculate volumes and diameters. The image analysis step consists of measuring the previously acquired images with the aid of computer software.
Advantages of the proposed technique include a fast (15 min) procedure that would allow the researcher to evaluate interventions in a non-invasive, non-terminal approach and therefore follow the same mouse over time; each mouse can be used as its own control. This fact plus having the same operator perform all the acquisition and analysis for the entire experiment minimizes the limitation of operator-dependency. The present methodology is useful for mouse researchers in cardiovascular and pulmonary medicine.

The following protocol describes the methodology for the acquisition and analysis of echocardiographic images used to obtain the Left Atrial Volume (LAV), Aorta (Ao) diameter, and Pulmonary Artery (PA) diameter in mice. This technique is a non-invasive, non-terminal procedure that allows assessment of the cardiopulmonary function.

Murine Echokardiographie von Linker Vorhof, Aorta und Lungenarterie

The present methodology teaches the investigator how to measure and use the LAV as a surrogate of chronic elevations in Left Ventricular diastolic ...

Direct Re-implantation of Left Coronary Artery into the Aorta in Adults with Anomalous Origin of Left Coronary Artery from the Pulmonary Artery (ALCAPA)

Anomalous origin of the left coronary artery from the pulmonary artery (ALCAPA) is a rare congenital anomaly which is one of leading causes of myocardial ischemia and infarction in children. If left untreated, it results in a 90% mortality rate in the first year of life. In patients who survive to the adulthood, the coronary steal phenomenon and retrograde left-sided coronary flow provide a substrate for chronic subendocardial ischemia, which may lead to left ventricular dysfunction, ischemic mitral regurgitation, malignant ventricular arrhythmias, and sudden cardiac death. The average age of life-threatening presentation is 33 years and of sudden cardiac death 31 years. Therefore, surgical correction is highly recommended as soon as the diagnosis is made, regardless of age. In adult-type ALCAPA originating from the right-facing sinus of the pulmonary artery, direct re-implantation of the ALCAPA into the aorta is the more physiologically sound repair technique to re-establish the dual-coronary perfusion system and is recommended. This protocol describes the technique of direct re-implantation of adult-type ALCAPA into the aorta.

Direct Re-implantation of Left Coronary Artery into the Aorta in Adults with Anomalous Origin of Left Coronary Artery from the Pulmonary Artery ALCAPA

Surgical correction of ALCAPA is highly recommended, regardless of age or the degree of intercoronary collateralization. This protocol presents a technique for the direct re-implantation of adult-type ALCAPA into the aorta to re-establish the dual-coronary perfusion. Whenever feasible, direct re-implantation is preferred to other surgical correction techniques.

Direkter Wieder Implantation von linken Koronararterie in die Aorta bei Erwachsenen mit Anomale Ursprung der linken Koronararterie aus der Lungenarterie (ALCAPA)

Anomalous origin of the left coronary artery from the pulmonary artery (ALCAPA) is a rare congenital anomaly which is one of leading causes of myocardial ...

Left Atrial Stenosis Induced Pulmonary Venous Arterialization and Group 2 Pulmonary Hypertension in Rat

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of group 2 PH, due to mitral stenosis (MS), to facilitate the investigation of disease mechanisms and potential therapeutic strategies. We present a novel rat model of pulmonary venous congestion-induced pulmonary venous arterialization and group 2 PH caused by left atrial stenosis (LAS). LAS is achieved by constricting the left atrium using a half-closed titanium clip. After the LAS surgery, a rat model with a transmitral inflow velocity greater than or equal to 2.0 m/s on echocardiography gradually develops pulmonary venous arterialization and group 2 PH over an 8- to 10-week period. In this protocol, we provide the step-by-step procedure of how to perform the LAS surgery. The presented LAS rat model mimics MS in humans and is useful for studying the underlying molecular mechanism of pulmonary venous arterialization and for the preclinical evaluation of therapies for group 2 PH.

Left atrial stenosis (LAS) is a novel surgical technique used for studying group 2 pulmonary hypertension (PH) and mechanisms underlying pulmonary venous arterialization. Here, we present a protocol to constrict the left atrium using a titanium clip to cause pulmonary venous arterialization and moderate PH in a rat.

Linken Atrial Stenose induzierten pulmonalen venösen Arterialization und Gruppe 2 pulmonale Hypertonie in der Ratte

The mechanism of mitral stenosis-induced pulmonary venous arterialization and group 2 pulmonary hypertension (PH) is unclear. There is no rodent model of ...

The Left Pneumonectomy Combined with Monocrotaline or Sugen as a Model of Pulmonary Hypertension in Rats

In this protocol, we detail the correct procedural steps and necessary precautions to successfully perform a left pneumonectomy and induce PAH in rats with the additional administration of monocrotaline (MCT) or SU5416 (Sugen). We also compare these two models to other PAH models commonly used in research. In the last few years, the focus of animal PAH models has moved towards studying the mechanism of angioproliferation of plexiform lesions, in which the role of increased pulmonary blood flow is considered as an important trigger in the development of severe pulmonary vascular remodeling. One of the most promising rodent models of increased pulmonary flow is the unilateral left pneumonectomy combined with a "second hit" of MCT or Sugen. The removal of the left lung leads to increased and turbulent pulmonary blood flow and vascular remodeling. Currently, there is no detailed procedure of the pneumonectomy surgery in rats. This article details a step-by-step protocol of the pneumonectomy surgical procedure and post-operative care in male Sprague-Dawley rats. Briefly, the animal is anesthetized and the chest is opened. Once the left pulmonary artery, pulmonary vein, and bronchus are visualized, they are ligated and the left lung is removed. The chest then closed and the animal recovered. Blood is forced to circulate only on the right lung. This increased vascular pressure leads to a progressive remodeling and occlusion of small pulmonary arteries. The second hit of MCT or Sugen is used one week post-surgery to induce endothelial dysfunction. The combination of increased blood flow in the lung and endothelial dysfunction produces severe PAH. The primary limitation of this procedure is that it requires general surgical skills.

The rodent left pneumonectomy is a valuable technique in pulmonary hypertension research. Here, we present a protocol to describe the rat pneumonectomy procedure and postoperative care to ensure minimal morbidity and mortality.

Die linke Pneumonektomie kombiniert mit Monocrotaline oder Sugen als Modell der pulmonalen Hypertonie bei Ratten

In this protocol, we detail the correct procedural steps and necessary precautions to successfully perform a left pneumonectomy and induce PAH in rats ...

Use of a Percutaneous Ventricular Assist Device/Left Atrium to Femoral Artery Bypass System for Cardiogenic Shock

The left atrial to femoral artery bypass (LAFAB) system is a mechanical circulatory support (MCS) device used in cardiogenic shock (CS) that bypasses the left ventricle by draining blood from the left atrium (LA) and returning it to the systemic arterial circulation via the femoral artery. It can provide flows ranging from 2.5-5 L/min depending on the size of the cannula. Here, we discuss the mechanism of action of LAFAB, available clinical data, indications for its use in cardiogenic shock, steps of implantation, post-procedural care, and complications associated with the use of this device and their management.
We also provide a brief video of the procedural component of device therapy, including the pre-placement preparation, percutaneous placement of the device via transseptal puncture under echocardiographic guidance and the post-operative management of device parameters.

The following article describes the stepwise procedure for placement of a device (e.g., Tandemheart) in cardiogenic shock (CS) that is a percutaneous left ventricular assist device (pLVAD) and a left atrial to femoral artery bypass (LAFAB) system that bypasses and supports the left ventricle (LV) in CS.

Verwendung eines perkutanen ventrikulären Unterstützungsgeräts / linker Vorhof zu Femurarterien-Bypass-System für kardiogenen Schock

The left atrial to femoral artery bypass (LAFAB) system is a mechanical circulatory support (MCS) device used in cardiogenic shock (CS) that bypasses the ...

Whole-Kidney Three-Dimensional Staining with CUBIC

Although conventional pathology provided numerous information about kidney microstructure, it was difficult to know the precise structure of blood vessels, proximal tubules, collecting ducts, glomeruli, and sympathetic nerves in the kidney due to the lack of three-dimensional (3D) information. Optical clearing is a good strategy to overcome this big hurdle. Multiple cells in a whole organ can be analyzed at single-cell resolution by combining tissue clearing and 3D imaging technique. However, cell labeling methods for whole-organ imaging remain underdeveloped. In particular, whole-mount organ staining is challenging because of the difficulty in antibody penetration. The present protocol developed a whole-mount mouse kidney staining for 3D imaging with the CUBIC (Clear, Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktails and Computational analysis) tissue clearing method. The protocol has enabled visualizing renal sympathetic denervation after ischemia-reperfusion injury and glomerulomegaly in the early stage of diabetic kidney disease from a comprehensive viewpoint. Thus, this technique can lead to new discoveries in kidney research by providing a macroscopic perspective.

The present protocol describes a tissue clearing method and whole-mount immunofluorescent staining for three-dimensional (3D) kidney imaging. This technique can offer macroscopic perspectives in kidney pathology, leading to new biological discoveries.

Ganznieren-dreidimensionale Färbung mit CUBIC

Although conventional pathology provided numerous information about kidney microstructure, it was difficult to know the precise structure of blood ...

Verbesserung der Diagnose von Lungenknoten durch 3D-Rekonstruktion der gesamten Lunge

Three-Dimensional Reconstruction for the Whole Lung with Early Multiple Pulmonary Nodules

For patients with early multiple pulmonary nodules, it is essential, from a diagnostic perspective, to determine the spatial distribution, size, location, and relationship with surrounding lung tissue of these nodules throughout the entire lung. This is crucial for identifying the primary lesion and developing more scientifically grounded treatment plans for doctors. However, pattern recognition methods based on machine vision are susceptible to false positives and false negatives and, therefore, cannot fully meet clinical demands in this regard. Visualization methods based on maximum intensity projection (MIP) can better illustrate local and individual pulmonary nodules but lack a macroscopic and holistic description of the distribution and spatial features of multiple pulmonary nodules.
Therefore, this study proposes a whole-lung 3D reconstruction method. It extracts the 3D contour of the lung using medical image processing technology against the background of the entire lung and performs 3D reconstruction of the lung, pulmonary artery, and multiple pulmonary nodules in 3D space. This method can comprehensively depict the spatial distribution and radiological features of multiple nodules throughout the entire lung, providing a simple and convenient means of evaluating the diagnosis and prognosis of multiple pulmonary nodules.

Autor im Rampenlicht: Fortschrittliche 3D-Modellierung für eine verbesserte Diagnose und Behandlung von Lungenknoten bei Lungenkrebs im Frühstadium 

This study introduces a three-dimensional (3D) reconstruction method for the entire lung in patients with early multiple pulmonary nodules. It offers a comprehensive visualization of nodule distribution and their interplay with lung tissue, simplifying the assessment of diagnosis and prognosis for these patients.

Dreidimensionale Rekonstruktion der gesamten Lunge bei frühen multiplen Lungenknoten

For patients with early multiple pulmonary nodules, it is essential, from a diagnostic perspective, to determine the spatial distribution, size, location, ...