磁気共鳴イメージング下磁気アシストリモート制御マイクロカテーテルの先端偏向

要約

レーザー旋盤リソグラフィ製マイクロコイル先端が血管内マイクロカテーテルに適用されている現在では、さまざまな血管内処置時の脈管構造のナビゲーションの速度と効率を向上させることができ、磁気共鳴（MR）の指導の下で制御可能な偏向を実現することができます。

要約

X線透視誘導血管内処置が困難なカテーテルナビゲーションと潜在的にMRの指導の下、磁気的操作可能なカテーテルを使用して克服することができる電離放射線の使用を含めて、いくつかの重要な制限があります。

この作品の主な目標は、その先端遠隔MRスキャナの磁場を用いて制御することができるマイクロカテーテルを開発することである。このプロトコルは、一貫して制御可能な偏向を生成するマイクロコイル先端がマイクロカテーテルに通電するための手順について説明することを目指しています。

マイクロコイルは、ポリイミド、先端が血管内カテーテルにレーザー旋盤リソグラフィを用いて作製した。 インビトロ試験を定常自由歳差運動（SSFP）シーケンシングを用いて1.5-TのMRシステムの指導の下、水浴及び血管ファントムで行われた。現在、様々な量のMEAを製造するためにマイクロカテーテルのコイルに印加されたsureable先端のたわみや血管ファントムにナビゲートします。

この装置の開発は、今後のテストおよび血管内インターベンMRI環境に革命をする機会のためのプラットフォームを提供します。

概要

そのような脳動脈瘤、虚血性脳卒中、固形腫瘍、アテローム性動脈硬化症および世界¹年間100万人以上の患者を対象とした不整脈のようないくつかの主要な病気を治療するための血管系を通してカテーテルナビゲーションのためのツールとして介入医療用X線ガイダンスで行う血管内処置^{- 5。}造影剤を使用することで、血管系を介してナビゲーションが介入の手⁶によりカテーテルの手動回転と機械的な進歩によって達成される。しかし、多くの血管の曲がりの周りの小さな曲がりくねった血管を通るナビゲーションは、標的部位に到達するまでの時間を長くすることは、ますます困難になる。これは、このような閉塞した血管内の血栓を除去するなどの時間に敏感な手順については、問題が発生します。さらに、長引く手続きは放射線量を増加させ、有害事象は^7月11日の可能性を作成します。マネッティ下で行わしかし、血管内処置C共鳴イメージングは​​、ソリューションを提供することがあります。

MRIスキャナの強い均質磁場がリモコン^12,13によりカテーテル先端のナビゲーションのために悪用される可能性があります。カテーテル先端に位置するマイクロコイルに印加される電流は、それがMRIスキャナ^13（ 図1）の穴と揃うようにトルクが発生し、小さな磁気モーメントを誘発する。電流は個々のコイルにアクティブになっている場合は、カテーテル先端リモコンで一つの平面内に偏向させることができる。カテーテル先端の3コイルに通電している場合は、カテーテル先端のたわみは、3次元で達成することができます。このように、カテーテルの磁気促進ステアリングは手続き時間を短縮し、患者の転帰を改善することができる血管内処置における血管ナビゲーションの速度と有効性を、増加する可能性を秘めている。マイクロコイル先端が血管内カテーテルに印加される電流は、信頼性、制御されたdeflectiを作り出すことができる場合は、この研究では、検討カテーテルナビゲーションの研究の予備試験として、MR-指導の下、アドオン。

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プロトコル

1。マイクロコイルの作製

1. 基板用の市販のマイクロカテーテル（ 例えば 2.3Fラピッド·トランジットコーディス神経血管カテーテル、レインハム、MA）を取得します。
2. カテーテルのサイズが2.3から3.0 Fを全く鉄の成分は、MR-安全であると見なされており、範囲を持っていないことを確認してください
3. 1〜2ミリメートル外径絶縁チューブかれ銅シード層が続くチタン接着層をスパッタする。可能な材料としては、ポリイミドやアルミナ（Ortech先進セラミックス、サクラメント、カリフォルニア州）。
4. シプリーのPEPrと-2400（現在の名前Intervia 3D-Pの下ダウケミカルが販売している）を使用して、ポジ型フォトレジスト層を電着。非平面円筒面上に均一なコーティングで電結果。
5. フォトレジストは、所望のコイルフォーム（ 図2A）のパターンのユニークなレーザー直接描画システム（レーザー旋盤、ローレンス·リバモア国立研究所で開発された非商用システム）によって公開されます。これはmodificaですもともとMalba らに記載された技術のる¹⁴
6. 35℃で炭酸カリウムの1％溶液で露光されたフォトレジストを開発
7. 銅は、所望のコイルを形成するために、残りのレジストマスクを介して電気めっきされる。システムは、ソレノイドとヘルムホルツ（競馬場）の銅パターン（ 図2Cおよび2D）の両方を製造することができる。
8. 銅電着した後、ホット現像液でレジストを除去。チタン接着層が続く銅シード層を削除します。
9. 組み立てを完了し、シュリンクラップを使用してカテーテル先端に絶縁チューブを取り付けます。シュリンクラップ全体のコイル先端を覆っていることを確認します。 図2Eに示すように、多軸カテーテルをアセンブルするには、互いの内部に絶縁チューブ構造を配置します。
10. 先端のコイルにマイクロカテーテルと半田の内腔に通した銅線を。
11. 6フィートRJ11電話ケーブルトンを変更して短縮長さはO 3フィート
12. マイクロカテーテルの後端ハブから修正された3フィートの電話ジャック伝送路に放出される銅線を接続します。

2。水槽のセットアップ

1. 底から約5cmのプラスチック洗面器の側面の中央に小さな穴をあけます。
2. 穴を通して9Fアヴァンティコーディス血管シース（血管内コーディス、マイアミレイクス、フロリダ州）を挿入します。
3. 盆地にに延びる4センチメートル-長い作品を残し血管シースの遠位先端をカットします。
4. シースの終わりには、マイクロカテーテルの位置を安定させるために回転止血またはThuoy-ボーストバルブを取り付けます。
5. 蒸留水は、装置を完全に水没を確実に洗面器を埋める。
6. 血管シースとバルブを介してコイル状の先端でカテーテルを挿入します。
7. 測定し、中のバルブから水浴に伸びるマイクロカテーテルの気ままな長さを記録。
8. マイクロで水浴を置き磁石のボアに対してMRスキャナと東洋の磁石内のカテーテルシステム。
9. 2ウェイフォンジャックを使用して25フィートRJ11電話ケーブル伝送路にカテーテルに取り付け修正3フィートの電話ケーブルを接続します。
10. デバイスへの1の電流を供給するようにラムダLPD-422A-FMデュアル安定化電源に25フィートの電話ケーブルのもう一方の端を接続します。
11. 5ガウスラインの外のMRスキャナ室の外導波路と電源を介して送電線を配置します。

3。血管ファントムのセットアップ

1. ゴムチューブから実験開始までにY字路を有する中空容器ファントムを構築します。
2. ファントム船と背景のコントラストを作成するには、蒸留水でgadopentetateジメグルミン（GdDTPA）（Magnevist、バイエルヘルスケアファーマシューティカルモントビル、ニュージャージー州）の0.​​0102 M溶液と血管ファントムを埋める。
3. のMicroCを組み立てる1.9〜ステップ1.1で概説されているようatheterはシステム。手順2.11から2.9で説明したように電源との位置にカテーテルを接続します。
4. 容器開口部の基部にマイクロカテーテルの先端の位置を決めます。
5. 磁石のボアに対してMRスキャナと東洋の磁石内にファントムを置きます。

4。磁気共鳴画像

1. 1.5Tの臨床MRシステム（：;フィリップスAchieva、SWリリース2.1、クリーブランド、オハイオ州Syngo B13、エアランゲン、ドイツシーメンスAvanto、SW）との撮像を行う。
2. カテーテル先端の位置を視覚化するために現在の<50ミリアンペアを適用します。 MRI下で、小さな磁気モーメントは、コイルに通電されているに応じて形状を変化させることの明確な成果物を可視化するために、カテーテル先端部で生産される。
3. コイルにラムダデュアル電源から±100 mAの範囲で電流の可変量を適用し、水BA内の先端偏向（ 図3A-3C）を観察する番目のセットアップ。先端のたわみはほぼ瞬時であるため、電流は最大たわみを可視化するために〜1〜2秒のために適用されるだけで済みます。
4. 現在の設定金額の連続した​​アプリケーションを繰り返して記録します。
5. 同時に血管ファントム（ 図4Aおよび図4B）を介して機械的な発展を可能にする手でカテーテルを押しながら、4.2の手順を繰り返します。所望の血管にカテーテル先端をそらすために分岐点に現在適用されます。手動でカテーテル先端（ 図4C）を押して、分枝血管にカテーテルを進める。反対側の枝の血管分岐と繰り返し（ 図4D）にカテーテルを収納してください。
6. 2Dスナップショットフラッシュシーケンス（TR = 30ミリ秒、TE = 1.4ミリ秒、256 X128の行列とフリップ角〜30℃）を使用して、MR画像を収集。

5。たわみ測定

中に撮影した画像の角度偏向を分析し、測定様々なコンピュータ·アプリケーション（医学のどのデジタル画像と通信（DICOM）ビューア）と水槽実験を行った。

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結果

上記のプロトコルから、0度と90度の間の偏向角は、結合されたソレノイド及びヘルムホルツコイルマイクロカテーテルシステム（ 図2E）の両方のコイルに同時に供給される電流の50〜300ミリアンペアのアプリケーションから観察されるべきである。正の電流で観察されるような電流極性の反転は正反対の方向にたわみが生じるべきである一方、印加電流の増加は、マイクロカテー...

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ディスカッション

ここでは、MRスキャナでマイクロカテーテルのたわみのためのプロトコルを記述します。成功のための重要なパラメータは、現在のと偏向角の測定の正確な適用である。偏向角の不正確な測定では、このプロトコルで遭遇する最も可能性のエラーです。水槽実験の間にMR画像でキャプチャ角度は、媒体が磁石のボアに対して配置されることによって向きのわずかな違いにより、実際の値と異な...

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資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
GdDTPA Contrast Media (Magnevist)	Bayer HealthCare Pharmaceuticals Inc.	1240340	McKesson Material Number
Positive Photoresist	Shipley	N/A	PEPR-2400, Replacement: Dow Chemicals Intervia 3D-P
Copper Sulfate	ScienceLab	SLC3778	Crystal form
Sulfuric Acid	ScienceLab	SLS1573	50% w/w solution
Parrafin Wax	Carolina	879190
Potassium Carbonate	Acros Organics	424081000