Анатомические реконструкций сердца человека венозной системы использованием контраста Компьютерная томография перфузии фиксированных экземпляров

Резюме

Целью данного исследования является воссоздание и затем получить доступ к анатомии человеческой сердечной венозной системы с использованием 3D реконструкций, полученные от контрастного сканирования компьютерной томографии.

Аннотация

Подробное понимание сложности и относительной изменчивости в человеческой сердечной венозной системы имеет решающее значение для развития сердечных устройств, которым требуется доступ к этим судам. Например, сердечной анатомии венозной, как известно, одним из основных ограничений для надлежащей доставки сердечной ресинхронизации (ЭЛТ) ¹ Таким образом, создание базы данных анатомических параметров сердца человека венозной системы может помочь в разработке доставки ЭЛТ Устройства для преодоления таких ограничений. В этом исследовательском проекте, анатомические параметры были получены из 3D реконструкции венозной системы с помощью контрастной компьютерной томографии (КТ) визуализации и моделирования программного обеспечения (Materialise, Левен, Бельгия). Следующие параметры были оценены для каждой жилы: длина дуги, tortuousity, угол ветвления, расстояние до устья коронарного синуса и диаметр сосуда.

ЭЛТ потенциал для лечения патиEnts с электромеханическим десинхронизации. Примерно 10-20% пациентов с сердечной недостаточностью могут получить выгоду от ЭЛТ ^2. Электромеханические диссинхронии подразумевает, что части миокарда и активировать контракт раньше или позже, чем нормальный путь проводимости сердца. В ЭЛТ, dyssynchronous участки миокарда обрабатываются электрическим стимулированием. CRT стимуляция обычно включает в себя ходить клиентов, которые стимулируют правого предсердия (RA), правого желудочка (ПЖ) и левого желудочка (ЛЖ), чтобы произвести больше синхронизировать ритмы. Ведущий LV обычно имплантированы в вену сердца, с целью наложить его в месте последней инфаркт активации.

Мы считаем, что модели, полученные и результатам их анализа будет способствовать анатомические образования для пациентов, студентов, врачей, а также медицинских дизайнеров устройства. Методик, применяемых здесь также может быть использована для изучения других анатомических особенностей нашего человеческого сердца образцов, таких каккоронарных артерий. Чтобы еще более способствовать образовательная ценность этого исследования, мы поделились венозной моделей на наш бесплатный доступ к сайтам: www.vhlab.umn.edu / Atlas .

протокол

Процедура

В таблице 1 приведены материалы, используемые в ходе процесса. На рисунке 1 представлен обзор процесса.

1. Сканирование образца и подготовка

1. Получите изолированных человеческих сердцах свежие и впоследствии перфузии исправить их в 10% буферном растворе формалина в их конечного диастолического государства.
2. Промыть сердца, чтобы быть отсканированы в воде день до начала сканирования, чтобы удалить большинство формалином.
3. Прежде чем отправиться на сканер, иглу коронарного синуса (КС) вен внутри каждого сердца с баллонным катетером флебограмма. Получите доступ к CS либо через начальника или нижней полой вены под прямой визуализации или использование видеоскопов.
4. Как только на месте, раздуть баллон этого флебограмма катетер для закрепления катетера в CS.
5. Поместите каждое сердце в герметичный контейнер для полимеров на вершине губкой, которая была разработана таким образом, чтобыСердце может сидеть в своем attitudinally правильное анатомическое положение.

2. Компьютерная томография

1. Положение какой-нибудь сердца на кровати компьютерный томограф, как если бы пациент был, лежащим на спине и головой на сканере.
2. Соединение проксимального конца катетера флебограмма инжектор, который содержит два шприцы: один для контраста и один для физиологического раствора.
3. Автоматически вводить 40 мл контрастного вещества сердечной венозной системы со скоростью 5 мл / сек.
4. КТ сердца 8 сек после введения контрастного инициируется. Установите КТ до 512 х 512 пикселей с толщиной среза 0,6 мм.
5. Автоматически вводить 40 мл физиологического раствора в сердечной венозной системы со скоростью 5 мл / сек, чтобы избавиться от контраста.
6. Экспорт КТ DICOM изображения на внешний жесткий диск.

3. Реконструкции и Измерения

1. Добавить CT DICOM изображений в программное обеспечение мимики.
2. Создайте маску для CT мнимойES, который содержит только пикселей с высокой единиц Хаунсфилд подсвечивать только контраст присутствует в сердце.
3. Удалить контраст, что произошла утечка в камеры или диффундирует в ткань так, что маска содержит только контраст в основных сердечно-сосудистых вен.
4. Вручную заполнить поле воздушных карманов в пределах данной вены кадр за кадром.
5. Создание 3D-объектов из полученной маски.
6. Гладкая и обернуть этот объект для устранения грубых геометрией. Видео 1 представлен один из этих 3D-моделей вращается в пространстве.
7. Создание осевых линий для каждой созданной 3D-модели.
8. Используя эти осевые линии, измерение длины дуги, угол ветвления, tortuousity (длина дуги / линейное расстояние), а диаметры для каждой основной сосуд в каждое сердце. Наши использованы анатомические номенклатуры отображается на рисунке 2.

Результаты

В таблице 2 представлена ​​средняя анатомических параметров для основных вен сердца в течение 42 человека образцы сердце. Всем сердцем образцы содержали один вены задних межжелудочковой (PIV) и передней межжелудочковой вены (ВГП). Некоторые образцы содержали более одной задней...

Обсуждение

Наша лаборатория занимается разработкой библиотеки перфузии фиксированной сердца образцов для различных анатомических исследований. На сегодняшний день у нас более 240 сохранившихся экземпляров. Конкретные методы, которые мы использовали для получения этих образцов были описаны ран...