Las reconstrucciones anatómicas del sistema venoso cardíaco humana usando tomografía computarizada con contraste de las muestras de perfusión fijos

Resumen

El objetivo de esta investigación es la de recrear y luego acceder a la anatomía del sistema venoso cardíaco humano utilizando reconstrucciones 3D generados por las exploraciones con contraste de tomografía computarizada.

Resumen

Una comprensión detallada de la complejidad y variabilidad relativa dentro del sistema venoso cardíaco humano es crucial para el desarrollo de dispositivos cardiacos que requieren acceso a estos vasos. Por ejemplo, la anatomía venosa cardíaca es conocido por ser una de las limitaciones principales para la entrega apropiada de la terapia de resincronización cardiaca (CRT) ¹ Por lo tanto, el desarrollo de una base de datos de parámetros anatómicos para sistemas venosos cardíacos humanos puede ayudar en el diseño de la administración de TRC dispositivos para superar esta limitación. En este proyecto de investigación, se obtuvieron los parámetros anatómicos de las reconstrucciones 3D del sistema venoso mediante tomografía computarizada con contraste (TC) y el software de modelado (Materialise, Lovaina, Bélgica). Los siguientes parámetros fueron evaluados para cada sentido: longitud de arco, tortuosidad, el ángulo de ramificación, distancia al ostium del seno coronario, y el diámetro de los vasos.

CRT es un tratamiento potencial para patipadres con asincronía electromecánica. Aproximadamente el 10-20% de los pacientes con insuficiencia cardíaca puede beneficiarse de la TRC ^2. Asincronía electromecánica implica que las partes de la activación del miocardio y el contrato antes o después de la vía de conducción normal del corazón. En CRT, dyssynchronous áreas del miocardio son tratados con estimulación eléctrica. Marcapasos CRT suele implicar cables de estimulación que estimulan la aurícula derecha (AD), ventrículo derecho (VD) y ventrículo izquierdo (LV) para producir ritmos más vuelven a sincronizar. El cable de VI se implanta normalmente dentro de una vena cardíaca, con el objetivo de superponer dentro del sitio de la última activación del miocardio.

Creemos que los modelos obtenidos y el análisis de los mismos promoverán la formación anatómica de los pacientes, estudiantes, médicos, y los diseñadores de dispositivos médicos. Las metodologías empleadas aquí también pueden ser utilizados para estudiar otras características anatómicas de los especímenes de corazón humano, tales comolas arterias coronarias. Para fomentar aún más el valor educativo de esta investigación, hemos compartido los modelos venosas en nuestro sitio web de acceso libre: www.vhlab.umn.edu / atlas .

Protocolo

Procedimiento

La Tabla 1 resume los materiales utilizados durante el proceso. Figura 1 ofrece una visión general del proceso.

1. Preparación de muestras y análisis

1. Obtener los corazones aislados de humanos frescos y, posteriormente, la perfusión fijarlos en formalina tamponada al 10% en su estado final de la diástole.
2. Enjuague los corazones que se exploró en agua el día antes de explorar con el fin de eliminar la mayoría de la formalina.
3. Antes de dirigirse al escáner, canular el seno vena coronaria (CS) dentro de cada corazón con un catéter de balón venografía. Obtener acceso a la CS ya sea a través del superior o inferior de la vena cava bajo visualización directa o el uso de videoscopios.
4. Una vez en su lugar, inflar el globo de este catéter venograma para anclar el catéter en el CS.
5. Coloque cada corazón dentro de un contenedor de polímero sellable en la parte superior de una esponja que ha sido diseñado de manera queel corazón puede sentarse en su posición anatómica correcta attitudinally.

2. Tomografía computarizada

1. Coloque un corazón dado en el escáner CT como si el paciente estaba acostado en posición supina y la cabeza por primera vez en el escáner.
2. Conectar el extremo proximal del catéter venograma a un inyector que contiene dos jeringas de inyección: uno para el contraste y uno para la solución salina.
3. Inyectar automáticamente 40 ml de contraste en el sistema venoso cardíaco en 5 ml / seg.
4. CT scan del corazón 8 segundos después de que se inició la inyección de contraste. Establezca la tomografía computarizada para x 512 píxeles de resolución 512 con 0,6 mm de grosor de corte.
5. Inyectar automáticamente 40 ml de solución salina en el sistema venoso cardíaco en 5 ml / seg para eliminar el contraste.
6. Exportar las imágenes de TC DICOM en un disco duro externo.

3. Reconstrucción y Medidas

1. Subir CT imágenes DICOM en Imita Software.
2. Generar una máscara para la CT images que sólo contiene píxeles con unidades de alta Hounsfield para resaltar sólo el contraste presente en el corazón.
3. Retire contraste que se ha filtrado en las cámaras o difunde en el tejido de manera que la máscara sólo contiene el contraste dentro de las grandes venas cardiacas.
4. Llenar manualmente en bolsas de aire dentro de un marco vena dada por cuadro.
5. Generar un objeto 3D de la máscara resultante.
6. Suave y envolver el objeto de eliminar geometrías irregulares. Vídeo 1 presenta uno de estos modelos 3D que gira en el espacio.
7. Generar líneas centrales de cada modelo 3D creado.
8. El uso de estas centrales, mida la longitud del arco, ángulo de ramificación, tortuosidad (longitud de arco / distancia lineal) y diámetros para cada vaso principal en cada corazón. Nuestra nomenclatura anatómica empleado se muestra en la Figura 2.

Resultados

La Tabla 2 presenta los parámetros anatómicos mediana para los principales venas cardiacas para 42 muestras de corazón humano. Todas las muestras contenían corazón una vena interventricular posterior (PIV) y la vena interventricular anterior (VIA). Algunas muestras contenían más de una vena posterior del (PVLV), vena LV postero-lateral (PLV), vena lateral izquierdo (LLV), y / o vena antero-lateral (ALV), mientras que otros corazones no han tenido uno o dos de estas vetas específicas presentes. <...

Discusión

Nuestro laboratorio está desarrollando una biblioteca de perfusión fijos especímenes de corazón para diversas investigaciones anatómicas. Hasta la fecha, contamos con más de 240 especímenes conservados. Los métodos específicos que hemos usado para preparar estos especímenes se han descrito anteriormente ^3. El presente estudio describe una nueva metodología para el mapeo del sistema venoso cardíaco humana y para el desarrollo de una base de datos anatómica, que podría ser utilizado para el diseñ...