Name: improved registration of 3d ct angiography with x-ray fluoroscopy for image fusion during transcatheter aortic valve implantation
Uploaded: 2018-06-03T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 59 s
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저자는 Ulm 대학 센터 변환 이미징 MoMAN 위한 그것의 지원을 감사 하 고 싶습니다.

연구 프로토콜은 1975 선언 헬싱키 기관의 윤리 위원회에 의해 선험적으로 승인에 반영으로 윤리 지침을 준수. 서 면된 동의 (과학 수사 대-Ulm, clinicaltrials.gov NCT02162069) 연구에 포함 된 모든 개별 참가자 로부터 얻은 것입니다.
1. CT 검사
<ol><li>심장 CT angiography 수행 회고전 ECG 게이팅와 70 mL 0.9% 생리 식 염 수의 내뿜는 bolus 뒤 iodinated 대조 미디어 4.0 mL/s 흐름 속도에 주입의 80 mL를 사용 하 여.</li>
	<li>Cranio-caudally 인수 매개 변수가 하 동맥에 대 퇴 동맥에서 확장 데이터: 512 × 512 픽셀, 1의 슬라이스 두께의 매트릭스 m m, 0.7 m m의 간격을 슬라이스.</li>
	<li>반복적 재구성 알고리즘을 사용 하 여 R-R 간격의 30%에서 이미지를 재구성 합니다.</li>
</ol>2. 이미지 세분화 모델 생성
<ol><li>외부 장치 또는 이미지 퓨전 소프트웨어 드래그 앤 드롭 데이터 집합 또는 응용 프로그램 내에서 환자 보기에 선택 된 환자에 대 한 데이터의 하위 집합에는 내부 보관 시스템에서 가져오기 CT 데이터입니다.</li>
	<li>이미지 시리즈를 두 번 클릭 하 여 선택한 CT 볼륨의 자동 세그먼트를 시작 합니다. 참고: 심장 챔버 (왼쪽 및 오른쪽 심 실, 왼쪽 및 오른쪽 아 트리 움, 심근)와 큰 혈관 (복 부 대동맥, 베 나 정 맥 그리고 관상 부 비 동)의 분할 자동으로 시작 되 고 세분화 작업 단계에 표시 됩니다.</li>
	<li>이미지 분할 영역을 통해가 고 좌 심 실 그리고 대동맥의 올바르게 감지 하 고 필요한 경우 편집 단추를 사용 하 여 조직 창에서 자동 분할 편집을 확인.</li>
	<li>추가 구조 수동 세분화를 수행 하려면 조직 창에서 추가 단추를 사용 합니다.</li>
	<li>기존 편집 도구를 사용 하 여 구조 (염료 주입)를 작성 2D 뷰에서 구조 (끌어 가장자리)의 가장자리를 드래그 하거나 3D 뷰에서 구조 부품 자유형 잘라 제거.</li>
	<li>왼쪽 및 오른쪽 관상 동맥, 대동맥 분 지 (바로 경 및 오른쪽 하 동맥, 좌 일반 경 동맥 및 왼쪽된 하 동맥 brachiocephalic 동맥), 왼쪽 및 오른쪽의 주요 간선의 수동 세분화를 수행 iliofemoral 동맥, 엉덩이 뼈, 엉덩이 관절에 설명 된 대로 단계 2.4-2.5 (그림 1). 참고: CT 볼륨의 품질에 따라 20 ~ 30 분이 걸릴 수 있습니다이.</li>
</ol>3. 이미지 공동 등록 및 퓨전
<ol><li>환자 보기에는 오른쪽-클릭-컨텍스트 메뉴에서 해당 작업을 선택 하 여 현재 환자와 선택한 환자 XR 시스템에 병합 합니다. 참고: 지금 등록 및 라이브 작업 단계 활성화 하 고 사용 될 수 있다.</li>
	<li>라이브 작업 단계, 개입 (그림 중 최적의 환상 평면 투영의 촉진을 위한 대동맥 밸브 cusps에서 3 참조 마커를 태그 포인트 창에서 새로운 태그 추가 포인트 을 클릭 2).</li>
	<li>XR 실행을 취득 하 고 XR와 세그먼트 모델의 공동 등록을 등록 작업 단계로 이동 합니다. 참고: XR 실행 함께 인수 적어도 30 ° 각도 거리는 신뢰할 수 있는 등록을 위해 필요 합니다.</li>
	<li>에 적절 한 펑크의 angiographic 투영 복사 ~ 라오스 20-30 ° 방향 (또는 ~ 라오 20-30 ° 초기에 따라 측면 펑크) 참조 보기 1로 복사단추를 클릭 하 여 참조 보기 1에 .</li>
	<li>복사 x 선 계획에 따라 취득에 ~ 버튼을 클릭 하 여 참조 보기 2에 A. femoralis 라고도 contralateral A. iliaca 라고도 에서 전환의 시각화 동안 AP 방향 복사 참조 보기 2.</li>
	<li>상호 작용 도구 등록 팬, 등록 회전 (평면에서 회전), 등록 롤 (대 한 3D 회전)를 사용 하 여 수동으로 정렬 인수 XR 예측 ( 와 iliofemoral 동맥의 모델 그림 3A-B).</li>
	<li>Iliofemoral 지역에서 오버레이 중 추가 랜드마크로 서 엉덩이 뼈와 엉덩이 관절 XR 이미지에 표시를 사용 합니다. 참고: 이제는 모델 XR 시스템 형상에 연결 되 고 오버레이 자동으로 현재 XR 투영 방향, 배율, 환자 테이블 위치를 적응 되 고.</li>
	<li>거친 초기 공동 등록 단계 3.6에서에서 수행을 사용 하 여 일반적인 대 퇴 동맥의 찔린 칼 집 쪽 (그림 3C)에 가이드.</li>
	<li>기록 장치 칼 집 대 퇴 동맥에의 한 angiographic 투영 ~ 라오 20-30 ° (또는 각각 ~ 라오스 20-30 °)으로 참조 보기 복사 단추를 클릭 하 고 iliofemoral 지역 (그림 3D)에서 이미지 공동 등록을 마무리. 참고: 환자는 CT 검사와 개입 하는 동안 다르게 배치, 등록 iliofemoral 구조에 따라 제공 합니다 다른 지역에만 한정 된 정확도를. 따라서, 흉부 지역에서 공동 등록의 수동 수정이 필요 합니다.</li>
	<li>추가 오버레이 다시 정렬에 대 한 이러한 데이터를 사용 하 여 오른쪽 방사형 통해 brachiocephalic 트렁크의 모든 catheterization 흉부 지역에는 iliofemoral에서 전환 하는 동안 "참조 보기"에 어떤 추가적인 인수 계획 복사 동맥입니다.</li>
	<li>대동맥 아치에 피그 카 테 터를 삽입, 후 두 fluoroscopic 계획 없이 라오스 30-40 °와 라오 20-30 ° 방향에에서 CA 취득 하 고 참조 보기 1 참조 보기 2에서그들을 복사 합니다.</li>
	<li>사용 상호 작용 흉부 지역 (그림 4A-B 에 등록을 수동으로 조정 하려면 등록 팬, 등록 회전 (평면에서 회전), 등록 롤 (3D 회전)에 대 한 도구 ).</li>
	<li>순수 해부학 오버레이 (그림 4C)에 따라 추가 CA의 관리 없이 보호 장치의 배치 안내.</li>
	<li>추가 수정에 대 한 인수 각 단계 3.12 XR 프로젝션 시간 언제 든 지 정확한 오버레이 보장 하는 개입의 전체 과정에 설명 된 대로 수동으로 오버레이 위치를 수정. 참고: 오버레이 조정 (그림 4D)에 대 한 랜드마크로 서 전달 시스템의 올바른 위치를 확인 하기 위한 일상적인 절차에 따라 취득 하는 aortograms를 사용 합니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>S&#225;nchez, 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=Navigational+Guidance+and+Ablation+Planning+Tools+for+Interventional+Radiology.">Navigational Guidance and Ablation Planning Tools for Interventional Radiology.</a> Current Problems in Diagnostic Radiology. 32 (2), 225-233 (2017).</li><li>Schwein, 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=Feasibility+of+three-dimensional+magnetic+resonance+angiography-fluoroscopy+image+fusion+technique+in+guiding+complex+endovascular+aortic+procedures+in+patients+with+renal+insufficiency.">Feasibility of three-dimensional magnetic resonance angiography-fluoroscopy image fusion technique in guiding complex endovascular aortic procedures in patients with renal insufficiency.</a> Journal of Vascular Surgery. 65 (5), 1440-1452 (2017).</li><li>Ierardi, A. 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=Fusion+of+CT+Angiography+or+MR+Angiography+with+Unenhanced+CBCT+and+Fluoroscopy+Guidance+in+Endovascular+Treatments+of+Aorto-Iliac+Steno-Occlusion:+Technical+Note+on+a+Preliminary+Experience.">Fusion of CT Angiography or MR Angiography with Unenhanced CBCT and Fluoroscopy Guidance in Endovascular Treatments of Aorto-Iliac Steno-Occlusion: Technical Note on a Preliminary Experience.</a> CardioVascular and Interventional Radiology. 39 (1), 111-116 (2015).</li><li>Sailer, A. 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=CTA+with+Fluoroscopy+Image+Fusion+Guidance+in+Endovascular+Complex+Aortic+Aneurysm+Repair.">CTA with Fluoroscopy Image Fusion Guidance in Endovascular Complex Aortic Aneurysm Repair.</a> European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 47 (4), 349-356 (2014).</li><li>McNally, M. 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=Three+Dimensional+Fusion+CT+Decreases+Radiation+Exposure,+Procedure+Time+and+Contrast+Use+during+Fenestrated+Endovascular+Aortic+Repair.">Three Dimensional Fusion CT Decreases Radiation Exposure, Procedure Time and Contrast Use during Fenestrated Endovascular Aortic Repair.</a> Journal of Vascular Surgery. 61 (2), 309-316 (2015).</li><li>Krishnaswamy, A., Tuzcu, E. M., Kapadia, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+MDCT+and+fluoroscopy+using+C-arm+computed+tomography+to+guide+structural+cardiac+interventions+in+the+cardiac+catheterization+laboratory.">Integration of MDCT and fluoroscopy using C-arm computed tomography to guide structural cardiac interventions in the cardiac catheterization laboratory.</a> Catheterization and Cardiovascular Interventions. 85 (1), 139-147 (2015).</li><li>Movassaghi, B., Rasche, V., Grass, M., Viergever, M. A., Niessen, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+quantitative+analysis+of+3-D+coronary+modeling+from+two+or+more+projection+images.">A quantitative analysis of 3-D coronary modeling from two or more projection images.</a> IEEE Transactions on Medical Imaging. 23 (12), 1517-1531 (2004).</li><li>Vernikouskaya, I., 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=Image-guidance+for+transcatheter+aortic+valve+implantation+(TAVI)+and+cerebral+embolic+protection.">Image-guidance for transcatheter aortic valve implantation (TAVI) and cerebral embolic protection.</a> International Journal of Cardiology. 249, 90-95 (2017).</li><li>Ramlawi, B., Anaya-Ayala, J. E., Reardon, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcatheter+Aortic+Valve+Replacement+(TAVR):+Access+Planning+and+Strategies.">Transcatheter Aortic Valve Replacement (TAVR): Access Planning and Strategies.</a> Methodist DeBakey Cardiovascular Journal. 8 (2), 22-25 (2012).</li><li>W&#246;hrle, J., 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=Transfemoral+Aortic+Valve+Implantation+with+the+New+Edwards+Sapien+3+Valve+for+Treatment+of+Severe+Aortic+Stenosis-Impact+of+Valve+Size+in+a+Single+Center+Experience.">Transfemoral Aortic Valve Implantation with the New Edwards Sapien 3 Valve for Treatment of Severe Aortic Stenosis-Impact of Valve Size in a Single Center Experience.</a> PLOS ONE. 11 (3), e0151247 (2016).</li><li>Seeger, J., Gonska, B., Otto, M., Rottbauer, W., W&#246;hrle, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+Embolic+Protection+During+Transcatheter+Aortic+Valve+Replacement+Significantly+Reduces+Death+and+Stroke+Compared+With+Unprotected+Procedures.">Cerebral Embolic Protection During Transcatheter Aortic Valve Replacement Significantly Reduces Death and Stroke Compared With Unprotected Procedures.</a> JACC: Cardiovascular Interventions. 10 (22), 2297-2303 (2017).</li><li>Seeger, J., Gonska, B., Rodewald, C., Rottbauer, W., W&#246;hrle, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+suture+mediated+femoral+access+site+closure+with+the+Prostar+XL+compared+to+the+ProGlide+system+on+outcome+in+transfemoral+aortic+valve+implantation.">Impact of suture mediated femoral access site closure with the Prostar XL compared to the ProGlide system on outcome in transfemoral aortic valve implantation.</a> International Journal of Cardiology. 223, 564-567 (2016).</li><li>Vernikouskaya, I., 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=Patient-specific+registration+of+3D+CT+angiography+(CTA)+with+X-ray+fluoroscopy+for+image+fusion+during+transcatheter+aortic+valve+implantation+(TAVI)+increases+performance+of+the+procedure.">Patient-specific registration of 3D CT angiography (CTA) with X-ray fluoroscopy for image fusion during transcatheter aortic valve implantation (TAVI) increases performance of the procedure.</a> Clinical Research in Cardiology. , (2018).</li><li>Eng, M. H., Kim, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluoroscopy+and+CT+fusion+overlay-greater+than+the+sum+of+their+parts.">Fluoroscopy and CT fusion overlay-greater than the sum of their parts.</a> Catheterization and Cardiovascular Interventions. 85 (1), 148-149 (2015).</li><li>John, 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=System+to+guide+transcatheter+aortic+valve+implantations+based+on+interventional+C-arm+CT+imaging.">System to guide transcatheter aortic valve implantations based on interventional C-arm CT imaging.</a> Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 13 (Pt 1), 375-382 (2010).</li><li>Lu, Y., Sun, Y., Liao, R., Ong, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pre-operative+CT+and+non-contrast-enhanced+C-arm+CT+registration+framework+for+trans-catheter+aortic+valve+implantation.">A pre-operative CT and non-contrast-enhanced C-arm CT registration framework for trans-catheter aortic valve implantation.</a> Computerized Medical Imaging and Graphics. 38 (8), 683-695 (2014).</li></ol>

대신 모든 저자, 상충으로 해석 될 수 있는 아무 관계는 해당 작가 상태.

이 연구의 주요 초점은 임상 설립된 많이 워크플로 수정 하지 않고 면의 타당성을 조사 했다. 미리 중재 CTA 데이터와 XR fluoroscopy 공동 등록 금 표준 사용 전용된 aortograms8, 반면 우리 제안에 즉시 수정 있는 여러 대략적인 등록 사용 하 여 정확한 3D 모델 오버레이 제공 동안 개입의 전체 과정.
연속 수동 등록 상세 제어 실에서 중재 팀을 지원 하기 위해 추가 훈...

이미지 퓨전 (IF) 좋군요 데이터 집합 다른 시간-및 참조1의 단일 프레임에 다른 modalities에 관점에서 인수 하는 과정입니다. XR 개입 지도 대 한 가장 자주 사용된 이미징 양식 적임 이다. 비록, 시간적 및 공간적 고해상도 제공, XR 낮은 차원 (2 차원 투영) 있으며 해 부 세부 사항을 결여. 3D 기관 모양 모델 예: 높은-품질 사전 중재 CTA 데이터에서 라이브 fluoroscopy 이미지에 겹쳐 파생 관련 해부학 소프트-조직 구조에 의해 XR을 강화할 수 있습니다. IF에 대 한 필수 단계 다른 이미징 modalities의 공동 등록 이다.
일반적으로, XR fluoroscopy와 수술 전 3D 이미지 데이터 집합의 공동 등록 다음 기법2중 하나를 포함:를) 이미지 기반 3D-3D 등록 자가 비 / 대비 향상 된 CBCT와 수술 전 3D 데이터 집합의 데이터 집합3,,45,6또는 b) 직접 이미지 기반 2D-3D 등록, 30 ° 각도 간격7,8 의 최소 두 개의 angiographic 이미지에 사용 됩니다 공동 등록입니다.
상업적인 XR 시스템, 만약 수 퓨전 패키지의 최근 소개와 함께 다양 한 응용 프로그램에 대 한 더 쉽게 이용할 수. 그 시스템을 사용 하 여, 우리는 이전는 그것은 기술적으로 실현 가능한 안전 transfemoral 간 대동맥 밸브 주입 (많이)8을 지원 하기 위한 직접 이미지 기반 2D-3D 등록에 의하여 대동맥 루트 모델 오버레이 표시는. 없이 전체 CA 또는 XR 복용량, 입증 자체가 매우 귀중 한 많이 절차 동안 대뇌 보호 장치의 배포 중 특히 기존의 XR fluoroscopy 이미지에 3D 해 부 세부 정보를 추가 하 여 경우. 그러나, 공동 등록을 위해 사용 하는 aortograms의 추가 인수 추가 CA 및 XR 복용량 필요 합니다. 따라서, 정확한 경우의 필요 없이 어떤 추가 aortograms 제공 하는 최적화 된 워크플로 매우 바람직한 했다.
여기, 우리는 어떤 추가 CA를 요구 하지 않고 실시간 XR와 사전 중재 CTA의 향상 된 공동 등록 하는 방법을 제시 하거나 C 팔 CT IF에 대 한 검색 합니다. 많이 수행 대 퇴 액세스 설명 다른9,,1011. 짧게, 두 대 퇴 동맥 액세스: contralateral 펑크의 지도 한 다음 밸브 족;의 배치 하는 동안 arteriography 수 있도록 6F 칼 집 통해 피그 카 테 테 르의 위치 밸브 시스템 및 후속 풍선 valvuloplasty 및 장치 배치의 배치에 대 한 두 번째. (위에 대 분기) 펑크 높이의 지역화 및 액세스 관련 경우 커버 텐트의 위치 추정에 대 한 치료의 표준으로 서 우리의 기관에 적절 한 펑크의 angiographic 확인 수행 합병증12. 캡처 embolic 파편, 더블 필터 뇌 보호 시스템은 도입 대동맥 아치의 통과 전에 많이 배달 칼 집의 삽입 후 추가 장치.
대 퇴 동맥의 펑크 동안 일상적으로 수행 하는 arteriograms 사용 하 여 초기 공동 등록을 설정. Supraaortal 선박에 대동맥 루트 내 피그 카 테 터, 이중 필터 대뇌 embolic 보호 시스템의 위치를 사용 하 여 진행 과정 공동 등록의 즉시에 구체화 수행 이후에 고 aortograms 밸브 족, 개입 하는 동안 시간 언제 든 지 정확한 모델 오버레이 보장의 주입 하기 전에 수행.

<table><tbody><tr><td>Philips Allura FD10&amp;nbsp;&amp;nbsp;</td><td>Philips Healthcare</td><td></td><td>x-ray system</td></tr><tr><td>EP Navigator Release 5.2.10</td><td>Philips Healthcare</td><td></td><td>image segmentation and fusion SW</td></tr><tr><td>Iomeron 350</td><td>Bracco Imaging Deutschland GmbH</td><td></td><td>x-ray contrast agent</td></tr><tr><td>Sentinel&amp;nbsp; double-filter cerebral protection system</td><td>Claret Medical, Inc.</td><td></td><td>double-filter cerebral protection system&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Matlab R2013</td><td>MathWorks</td><td></td><td>statistical analysis</td></tr></tbody></table>

improved registration of 3d ct angiography with x-ray fluoroscopy for image fusion during transcatheter aortic valve implantation

충실도 높은 사전 중재 단층 혈관 (CTA)에서 파생 된 3 차원 해부학 모델의 융합 그리고 해 부 지도 촉진 하기 위하여 x-선 (XR) fluoroscopy 많이 프로시저 처럼 복잡 한 심장 개입에 대 한 거 대 한 관심의 와 뇌 보호. CTA와 XR의 공동 등록 추가 자가 비 / 대비 향상 된 콘-빔 계산 된 단층 촬영 (CBCT) 또는 두 개의 별도 aortograms를 기반으로 도입 되었습니다. 방사선 노출 및 대비 에이전트 (CA) 복용량의 관련된 증가 함께 환자에 대 한 잠재적 추가 위험을 소개 합니다. 여기, 우리는 수정된 공동 등록 접근 방식을 사용 하는 arteriograms의 iliofemoral 동맥, 대 퇴 펑크와 칼 집 소개 하는 동안 정기적으로 수행을 제안 합니다. 진행 절차 중 공동 등록의 즉시에 수정 모든 추가 조 없이 정확한 공동 등록, CA, XR 감소 복용량 및 절차 시간, 동시에 연산자 자신감과 절차를 개선 하는 동안 안전입니다.

우리는 어떤 추가 aortograms에 대 한 필요 없이 전체 많이 절차 동안 라이브 XR 이미지에 환자 별 해부학 모델을 overlaying 수 있도록 많이 동안 이미지 퓨전에 대 한 소설 공동 등록 방식을 도입.
IF에서 여러 중재 단계 혜택: 칼 집 쪽 (그림 5A);에 대 퇴 분기점 위에 일반적인 대 퇴 동맥의 펑크의 (1) 지도 ((<stron...

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Improved Registration of 3D CT Angiography with X-ray Fluoroscopy for Image Fusion During Transcatheter Aortic Valve Implantation

간 대동맥 밸브 주입 하는 동안 이미지 퓨전에 대 한 x 선 Fluoroscopy와 3D CT 혈관의 등록 향상

이 연구의 목적은 transfemoral 간 대동맥 밸브 주입 (많이) 동안 실시간 x 선 (XR) fluoroscopy 사전 중재 CT 데이터의 이미지 퓨전 (경우)에 대 한 공동 등록을 개선 했다.

The fusion of 3D anatomical models derived from high-fidelity pre-interventional computed tomography angiography (CTA), and x-ray (XR) fluoroscopy to ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

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Two-Dimensional X-Ray Angiography to Examine Fine Vascular Structure Using a Silicone Rubber Injection Compound

Angiography is an essential tool for the study of vascular structures in various research fields. The aim of this study is to introduce a simple angiographic method for examining the fine vascular structure of unfixed, fresh tissue using a silicone rubber injection compound and soft tissue X-ray system. This study is especially focused on flap territories used in reconstructive surgery. This study employs angiography with a silicone rubber injection compound in various experimental conditions using Sprague-Dawley rats. First, 15 mL of MV compound and 15 mL of diluent is mixed. Then, 1.5 mL of the curing agent is prepared, and a 24G catheter is cannulated in the common carotid artery of the rat. A three-way stopcock is then connected to a catheter, and the radiopaque agent, after being mixed with the prepared curing agent, is injected immediately without spillage. Finally, as the agent solidifies, the specimen is harvested, and an angiographic image is obtained using a soft tissue X-ray system. This method indicates that high-quality angiography showing fine vascular structures can be easily and simply obtained within in a short period of time.

This study presents a simple two-dimensional angiographic method to examine fine vascular structures using a silicone rubber injection compound and soft tissue X-ray system.

2 차원 x-선 혈관 실리콘 고무 사출 화합물을 사용 하 여 미세 혈관 구조를 검사 하

Angiography is an essential tool for the study of vascular structures in various research fields. The aim of this study is to introduce a simple ...

연구

의학

Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal symptoms. These anomalies may be associated with other congenital heart diseases. It is hard to identify the accurate anatomic vessel location from two-dimensional imaging data, such as computed tomography. As an additive manufacturing method, three-dimensional (3-D) printing can covert the acquired imaging data into 3-D physical models. This protocol describes the procedure for modeling the volumetric DICOM imaging into 3-D data and printing it as an anatomically realistic 3-D model. Using this model, surgeons can identify the vessel location of complex aortic anomalies, which is helpful for pre-operative planning and intra-operative guidance.

Here, we present a protocol to use three dimensional printed models for pre-operative planning and intra-operative reorganization of complicated vascular locations when handling a congenital aortic anomaly.

복잡 한 대동맥 변칙의 3 차원 인쇄

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal ...

Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training physicians&#39; wire-skills as well as improving planning of interventional procedures. The aim of this study was to develop a manufacturing process of patient-specific 3D-printed models for cardiovascular interventions.
To create a 3D-printed elastic phantom, different 3D-printing materials were compared to porcine biological tissues (i.e., aortic tissue) in terms of mechanical characteristics. A fitting material was selected based on comparative tensile tests and specific material thicknesses were defined. Anonymized contrast-enhanced CT-datasets were collected retrospectively. Patient-specific volumetric models were extracted from these datasets and subsequently 3D-printed. A pulsatile flow loop was constructed to simulate the intraluminal blood flow during interventions. Models&#39; suitability for clinical imaging was assessed by x-ray imaging, CT, 4D-MRI and (Doppler) ultrasonography. Contrast medium was used to enhance visibility in x-ray-based imaging. Different catheterization techniques were applied to evaluate the 3D-printed phantoms in physicians&#39; training as well as for pre-interventional therapy planning.
Printed models showed a high printing resolution (~30 &#181;m) and mechanical properties of the chosen material were comparable to physiological biomechanics. Physical and digital models showed high anatomical accuracy when compared to the underlying radiological dataset. Printed models were suitable for ultrasonic imaging as well as standard x-rays. Doppler ultrasonography and 4D-MRI displayed flow patterns and landmark characteristics (i.e., turbulence, wall shear stress) matching native data. In a catheter-based laboratory setting, patient-specific phantoms were easy to catheterize. Therapy planning and training of interventional procedures on challenging anatomies (e.g., congenital heart disease (CHD)) was possible.
Flexible patient-specific cardiovascular phantoms were 3D-printed, and the application of common clinical imaging techniques was possible. This new process is ideal as a training tool for catheter-based (electrophysiological) interventions and can be used in patient-specific therapy planning.

Here we present development of a mock circulation setup for multimodal therapy evaluation, pre-interventional planning, and physician-training on cardiovascular anatomies. With the application of patient-specific tomographic scans, this setup is ideal for therapeutic approaches, training, and education in individualized medicine.

중재 계획 및 교육을 위한 3D 인쇄 심장 혈관 팬텀의 개발 및 평가

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training ...

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

In the United States, more than 80% of all abdominal aortic aneurysms are treated by endovascular aortic aneurysm repair (EVAR). The endovascular approach warrants good early results, but adequate follow-up imaging after EVAR is imperative to maintain long-term positive outcomes. Potential graft-related complications are graft migration, infection, fraction, and endoleaks, with the last one being the most common. The most frequently used imaging after EVAR is computed tomography angiography (CTA) and duplex ultrasound. Dynamic, time-resolved computed tomography angiography (d-CTA) is a reasonably new technique to characterize the endoleaks. Multiple scans are done sequentially around the endograft during acquisition that grants good visualization of the contrast passage and graft-related complications. This high diagnostic accuracy of d-CTA can be implemented into therapy via image fusion and reduce additional radiation and contrast material exposure.
This protocol describes the technical aspects of this modality: patient selection, preliminary image review, d-CTA scan acquisition, image processing, qualitative and quantitative endoleak characterization. The steps of integrating dynamic CTA into intra-operative fluoroscopy using 2D-3D fusion-imaging to facilitate targeted embolization are also demonstrated. In conclusion, time-resolved, dynamic CTA is an ideal modality for endoleak characterization with additional quantitative analysis. It can reduce radiation and iodinated contrast material exposure during endoleak treatment by guiding interventions.

Time-Resolved, Dynamic Computed Tomography Angiography for Characterization of Aortic Endoleaks and Treatment Guidance via 2D-3D Fusion-Imaging

Dynamic computed tomography angiography (CTA) imaging provides additional diagnostic value in characterizing aortic endoleaks. This protocol describes a qualitative and quantitative approach using time-attenuation curve analysis to characterize endoleaks. The technique of integrating dynamic CTA imaging with fluoroscopy using 2D-3D image fusion is illustrated for better image guidance during treatment.

2D-3D 융합 이미징을 통한 대동맥 내뇌 및 치료 지도의 특성화를 위한 시간 해결, 동적 컴퓨터 단층 촬영 혈관 조영술

In the United States, more than 80% of all abdominal aortic aneurysms are treated by endovascular aortic aneurysm repair (EVAR). The endovascular approach ...

Four-Dimensional Computed Tomography-Guided Valve Sizing for Transcatheter Pulmonary Valve Replacement

The measurements of the right ventricle (RV) and pulmonary artery (PA), for selecting the optimal prosthesis size for transcatheter pulmonary valve replacement (TPVR), vary considerably. Three-dimensional (3D) computed tomography (CT) imaging for device size prediction is insufficient to assess the displacement of the right ventricular outflow tract (RVOT) and PA, which could increase the risk of stent misplacement and paravalvular leak. The aim of this study is to provide a dynamic model to visualize and quantify the anatomy of the RVOT to PA over the entire cardiac cycle by four-dimensional (4D) cardiac CT reconstruction to obtain an accurate quantitative evaluation of the required valve size. In this pilot study, cardiac CT from sheep J was chosen to illustrate the procedures. 3D cardiac CT was imported into 3D reconstruction software to build a 4D sequence which was divided into eleven frames over the cardiac cycle to visualize the deformation of the heart. Diameter, cross-sectional area, and circumference of five imaging planes at the main PA, sinotubular junction, sinus, basal plane of the pulmonary valve (BPV), and RVOT were measured at each frame in 4D straightened models prior to valve implantation to predict the valve size. Meanwhile, dynamic changes in the RV volume were also measured to evaluate right ventricular ejection fraction (RVEF). 3D measurements at the end of the diastole were obtained for comparison with the 4D measurements. In sheep J, 4D CT measurements from the straightened model resulted in the same choice of valve size for TPVR (30 mm) as 3D measurements. The RVEF of sheep J from pre-CT was 62.1 %. In contrast with 3D CT, the straightened 4D reconstruction model not only enabled accurate prediction for valve size selection for TPVR but also provided an ideal virtual reality, thus presenting a promising method for TPVR and the innovation of TPVR devices.

This study assessed a new methodology with a straightened model generated from the four-dimensional cardiac computed tomography sequence to obtain the desired measurements for valve sizing in the application of transcatheter pulmonary valve replacement.

The measurements of the right ventricle (RV) and pulmonary artery (PA), for selecting the optimal prosthesis size for transcatheter pulmonary valve ...

Intravascular Lithotripsy-Assisted Transfemoral Transcatheter Aortic Valve Implantation

During the last decade, transcatheter aortic valve implantation (TAVI) has evolved as a well-established therapy for aging patients suffering from symptomatic severe aortic valve stenosis. This is also reflected in the recently updated international guidelines on managing patients with valvular heart disease. A transfemoral&#160;(TF) TAVI&#160;approach has proven superior to alternative access strategies. With the introduction of intravascular lithotripsy (IVL), patients with calcified iliofemoral vascular disease and borderline intraluminal diameters have also become candidates for percutaneous TF-TAVI. Moreover, IVL reduces the risk of major vascular complications by modifying the superficial and deep vascular calcium, thereby changing the vessel compliance and controlling luminal expansion. In this way, IVL has shown to safely facilitate TF delivery of TAVI devices in patients with calcified peripheral artery disease. The present article aims to provide a detailed step-by-step description on how to perform IVL-assisted TF-TAVI safely and efficiently. Furthermore, a literature review on the outcomes obtained with this technology is included, along with a concise discussion on this unique TAVI approach.

Transcatheter aortic valve implantation (TAVI) has been shown to generate the best clinical outcomes when performed by the percutaneous transfemoral approach. Intravascular lithotripsy (IVL) can facilitate a transfemoral process in patients with calcified iliofemoral vascular disease and borderline intraluminal diameters. The present protocol describes IVL-assisted transfemoral TAVI.

During the last decade, transcatheter aortic valve implantation (TAVI) has evolved as a well-established therapy for aging patients suffering from ...

Reduction of Radiation Exposure during Endovascular Treatment of Peripheral Arterial Disease Combining Fiber Optic RealShape Technology and Intravascular Ultrasound

Vascular surgeons and interventional radiologists face chronic exposure to low-dose radiation during endovascular procedures, which may impact their health in the long term due to their stochastic effects. The presented case shows the feasibility and efficacy of combining Fiber Optic RealShape (FORS) technology and intravascular ultrasound (IVUS) to reduce operator exposure during the endovascular treatment of obstructive peripheral arterial disease (PAD). 
FORS technology enables real-time, three-dimensional visualization of the full shape of guidewires and catheters, embedded with optical fibers that use laser light instead of fluoroscopy. Hereby, radiation exposure is reduced, and spatial perception is improved while navigating during endovascular procedures. IVUS has the capacity to optimally define vessel dimensions. Combining FORS and IVUS in a patient with iliac in-stent restenosis, as shown in this case report, enables passage of the stenosis and pre- and post-percutaneous transluminal angioplasty (PTA) plaque assessment (diameter improvement and morphology), with a minimum dose of radiation and zero contrast agent. The aim of this article is to describe the method of combining FORS and IVUS stepwise, to show the potential of merging both techniques in view of reducing radiation exposure and improving navigation tasks and treatment success during the endovascular procedure for the treatment of PAD.

Described here is a stepwise method of combining Fiber Optic RealShape technology and intravascular ultrasound to show the potential of merging both techniques, in view of the reduction of radiation exposure and improvement of navigation tasks and treatment success during an endovascular procedure for the treatment of peripheral arterial disease.

광섬유 RealShape 기술과 혈관 내 초음파를 결합한 말초 동맥 질환의 혈관 내 치료 중 방사선 노출 감소

Vascular surgeons and interventional radiologists face chronic exposure to low-dose radiation during endovascular procedures, which may impact their ...

인공 지능 기반 치과 이미지 통합

Reliability of Artificial Intelligence-Based Cone Beam Computed Tomography Integration with Digital Dental Images

This study aimed to introduce cone-beam computed tomography (CBCT) digitization and integration of digital dental images (DDI) based on artificial intelligence (AI)-based registration (ABR) and to evaluate the reliability and reproducibility using this method compared with those of surface-based registration (SBR). This retrospective study consisted of CBCT images and DDI of 17 patients who had undergone computer-aided bimaxillary orthognathic surgery. The digitization of CBCT images and their integration with DDI were repeated using an AI-based program. CBCT images and DDI were integrated using a point-to-point registration. In contrast, with the SBR method, the three landmarks were identified manually on the CBCT and DDI, which were integrated with the iterative closest points method.
After two repeated integrations of each method, the three-dimensional coordinate values of the first maxillary molars and central incisors and their differences were obtained. Intraclass coefficient (ICC) testing was performed to evaluate intra-observer reliability with each method&#39;s coordinates and compare their reliability between the ABR and SBR. The intra-observer reliability showed significant and almost perfect ICC in each method. There was no significance in the mean difference between the first and second registrations in each ABR and SBR and between both methods; however, their ranges were narrower with ABR than with the SBR method. This study shows that AI-based digitization and integration are reliable and reproducible.

저자 스포트라이트: AI 지원 디지털화를 통한 CBCT 및 디지털 치과 이미지 통합 발전

A process of registering cone-beam computed tomography scans and digital dental images has been presented using artificial intelligence (AI) -assisted identification of landmarks and merging. A comparison with surface-based registration shows that AI-based digitization and integration are reliable and reproducible.

간 대동맥 밸브 주입 하는 동안 이미지 퓨전에 대 한 x 선 Fluoroscopy와 3D CT 혈관의 등록 향상

요약

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이 비디오의 챕터

2 차원 x-선 혈관 실리콘 고무 사출 화합물을 사용 하 여 미세 혈관 구조를 검사 하

복잡 한 대동맥 변칙의 3 차원 인쇄

중재 계획 및 교육을 위한 3D 인쇄 심장 혈관 팬텀의 개발 및 평가

2D-3D 융합 이미징을 통한 대동맥 내뇌 및 치료 지도의 특성화를 위한 시간 해결, 동적 컴퓨터 단층 촬영 혈관 조영술

Four-Dimensional Computed Tomography-Guided Valve Sizing for Transcatheter Pulmonary Valve Replacement

Intravascular Lithotripsy-Assisted Transfemoral Transcatheter Aortic Valve Implantation

광섬유 RealShape 기술과 혈관 내 초음파를 결합한 말초 동맥 질환의 혈관 내 치료 중 방사선 노출 감소

인공 지능 기반 Cone Beam Computed Tomography와 Digital Dental Image의 신뢰성 통합

인공 지능 기반 Cone Beam Computed Tomography와 Digital Dental Image의 신뢰성 통합

인공 지능 기반 Cone Beam Computed Tomography와 Digital Dental Image의 신뢰성 통합