Name: magnetically-assisted remote controlled microcatheter tip deflection under magnetic resonance imaging
Uploaded: 2013-04-04T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Magnetically-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Deflection under Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Pallav Kolli, Fabio Settecase, Matthew Amans, en Robert Taylor van UCSF, Tim Roberts van de Universiteit van Pennsylvania Betaalbronnen NIH National Heart Lung Blood Institute (NHLBI) Award (M. Wilson): 1R01HL076486 American Society of Neuroradiologie Onderzoek en Onderwijs Stichting Scholar Award (S. Hetts) NIH National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) Award (S. Hetts): 1R01EB012031

1. Microcoil Fabrication <ol><li> Zorg voor een in de handel verkrijgbare microkatheter (bijv. 2.3F Rapid Transit Cordis Neurovasculaire Catheter, Raynham, MA) voor een substraat. </li><li> Zorg ervoor dat katheters hebben geen ferro-componenten, worden beschouwd als MR-veilig, en variëren in grootte 2,3-3.0 F. </li><li> Spatten titanium hechtlaag gevolgd door een koperen kiemlaag tot 1 à 2 mm OD isolatiebuis. Mogelijke materialen zijn onder meer polyimide of alumina (ORtech Advanced Ceramics, Sacramento, C...

<ol>
	<li>Molyneux, A. 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=International+subarachnoid+aneurysm+trial+(ISAT)+of+neurosurgical+clipping+versus+endovascular+coiling+in+2143+patients+with+ruptured+intracranial+aneurysms:+a+randomised+comparison+of+effects+on+survival,+dependency,+seizures,+rebleeding,+subgroups,+and+aneurysm+occlusion.">International subarachnoid aneurysm trial (ISAT) of neurosurgical clipping versus endovascular coiling in 2143 patients with ruptured intracranial aneurysms: a randomised comparison of effects on survival, dependency, seizures, rebleeding, subgroups, and aneurysm occlusion.</a> Lancet. 366, 809-817 (2005).</li><li>Razavi, M. K., Hwang, G., Jahed, A., Modanlou, S., Chen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abdominal+myomectomy+versus+uterine+fibroid+embolization+in+the+treatment+of+symptomatic+uterine+leiomyomas.">Abdominal myomectomy versus uterine fibroid embolization in the treatment of symptomatic uterine leiomyomas.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 180, 1571-1575 (2003).</li><li>Hoffman, S. N., 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=A+meta-analysis+of+randomized+controlled+trials+comparing+coronary+artery+bypass+graft+with+percutaneous+transluminal+coronary+angioplasty:+one-+to+eight-year+outcomes.">A meta-analysis of randomized controlled trials comparing coronary artery bypass graft with percutaneous transluminal coronary angioplasty: one- to eight-year outcomes.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 41, 1293-1304 (2003).</li><li>McDougall, C. G., 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=Causes+and+management+of+aneurysmal+hemorrhage+occurring+during+embolization+with+Guglielmi+detachable+coils.">Causes and management of aneurysmal hemorrhage occurring during embolization with Guglielmi detachable coils.</a> J. Neurosurg. 89, 87-92 (1998).</li><li>Willinsky, R. 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=Neurologic+complications+of+cerebral+angiography:+prospective+analysis+of+2,899+procedures+and+review+of+the+literature.">Neurologic complications of cerebral angiography: prospective analysis of 2,899 procedures and review of the literature.</a> Radiology. 227, 522-528 (2003).</li><li>Veith, F. J., Marin, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endovascular+technology+and+its+impact+on+the+relationships+among+vascular+surgeons,+interventional+radiologists,+and+other+specialists.">Endovascular technology and its impact on the relationships among vascular surgeons, interventional radiologists, and other specialists.</a> World J. Surg. 20, 687-691 (1996).</li><li>Miller, D. L., 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=Clinical+radiation+management+for+fluoroscopically+guided+interventional+procedures.">Clinical radiation management for fluoroscopically guided interventional procedures.</a> Radiology. 257, 321-332 .</li><li>Balter, S., Hopewell, J. W., Miller, D. L., Wagner, L. K., Zelefsky, 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=Fluoroscopically+guided+interventional+procedures:+a+review+of+radiation+effects+on+patients'+skin+and+hair.">Fluoroscopically guided interventional procedures: a review of radiation effects on patients' skin and hair.</a> Radiology. 254, 326-341 (2010).</li><li>Wagner, L. K., McNeese, M. D., Marx, M. V., Siegel, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Severe+skin+reactions+from+interventional+fluoroscopy:+case+report+and+review+of+the+literature.">Severe skin reactions from interventional fluoroscopy: case report and review of the literature.</a> Radiology. 213, 773-776 (1999).</li><li>Koenig, T. R., Wolff, D., Mettler, F. A., Wagner, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+injuries+from+fluoroscopically+guided+procedures:+part+1,+characteristics+of+radiation+injury.">Skin injuries from fluoroscopically guided procedures: part 1, characteristics of radiation injury.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 177, 3-11 (2001).</li><li>Koenig, T. R., Mettler, F. A., Wagner, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+injuries+from+fluoroscopically+guided+procedures:+part+2,+review+of+73+cases+and+recommendations+for+minimizing+dose+delivered+to+patient.">Skin injuries from fluoroscopically guided procedures: part 2, review of 73 cases and recommendations for minimizing dose delivered to patient.</a> AJR Am. J. Roentgenol. 177, 13-20 (2001).</li><li>Arenson, R. L. H., 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=Magnetically+directable+remote+guidance+systems,+and+methods+and+use+thereof.">Magnetically directable remote guidance systems, and methods and use thereof.</a> United States Patent. , (2001).</li><li>Roberts, T. P., Hassenzahl, W. V., Hetts, S. W., Arenson, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+control+of+catheter+tip+deflection:+an+opportunity+for+interventional+MRI.">Remote control of catheter tip deflection: an opportunity for interventional MRI.</a> Magn. Reson. Med. 48, 1091-1095 (2002).</li><li>Malba, V., 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=Laser-lathe+lithography+-+a+novel+method+for+manufacturing+nuclear+magnetic+resonance+microcoils.">Laser-lathe lithography - a novel method for manufacturing nuclear magnetic resonance microcoils.</a> Biomed. Microdevices. 5, 21-27 (2003).</li><li>Bernhardt, 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=Steerable+catheter+microcoils+for+interventional+MRI+reducing+resistive+heating.">Steerable catheter microcoils for interventional MRI reducing resistive heating.</a> Academic radiology. 18, 270-276 (2011).</li><li>Muller, L., Saeed, M., Wilson, M. W., Hetts, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remote+control+catheter+navigation:+options+for+guidance+under+MRI.">Remote control catheter navigation: options for guidance under MRI.</a> Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance : Official Journal of the Society for Cardiovascular Magnetic Resonance. 14, 33 (2012).</li><li>Wilson, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+catheter+manipulation+in+the+interventional+MRI+environment.">Magnetic catheter manipulation in the interventional MRI environment.</a> J. Vasc. Interv. Radiol. , (2013).</li></ol>

Hier beschrijven we het protocol voor afbuiging van een microkatheter in een MR-scanner. De belangrijkste parameters voor succes zijn nauwkeurige toepassing van de huidige en de meting van afbuighoek. Onnauwkeurige meting van afbuighoek is de meest waarschijnlijke fout is opgetreden in dit protocol. De hoeken opgenomen in MR beelden in het waterbad experiment verschillen van de werkelijke waarden door kleine verschillen in de oriëntatie die het medium wordt gepositioneerd ten opzichte van de boring van de magneet. Om d...

Endovasculaire procedures uitgevoerd in interventionele geneeskunde gebruikt x-ray begeleiding als een instrument voor catheter navigatie door vaatstelsel aan een aantal belangrijke ziekten, zoals hersenbloeding, ischemische beroerte, solide tumoren, atherosclerose en cardiale aritmieën gericht op meer dan een miljoen patiënten per jaar wereldwijd een te behandelen - 5. Met het gebruik van contrastmiddelen, wordt navigatie door de vasculatuur bereikt door handmatige rotatie van de katheter en mechanische opbouw door de interventionistische hand 6. Echter navigatie door kronkelige kleine bloedvaten rond bochten veel vasculaire steeds moeilijker en verlengt de tijd voor het bereiken van de doelplaats. Dit vormt een probleem voor tijdgebonden procedures zoals het verwijderen van een klonter in een afgesloten bloedvat. Bovendien, langdurige procedures verhoging van de stralingsdosis en potentieel voor bijwerkingen 7-11. Echter endovasculaire ingrepen onder magnetic resonance imaging kan dan uitkomst bieden. De sterke homogene magneetveld van een MRI scanner kan zijn van katheterpunt navigatie door de afstandsbediening 12,13. Wordt toegepast op een microcoil gelegen op een katheterpunt induceert een klein magnetisch moment, dat een koppel ervaart is uitgelijnd met de boring van de MRI scanner 13 (figuur 1). Als stroom wordt geactiveerd in een afzonderlijke spoel, kan de kathetertip worden afgebogen in een vlak op afstand. Indien drie spoelen bij een katheterpunt worden bekrachtigd, kan katheterpunt doorbuiging bereikt in driedimensionale. Zo magnetisch vergemakkelijkt besturing van een catheter heeft de potentie om de snelheid en effectiviteit van vasculaire navigatie in endovasculaire procedures, die afbreuk kunnen doen procedure tijden en verbeteren patiëntenoutcomes verhogen. In deze studie hebben we onderzocht of wordt toegepast op een microcoil-tip endovasculaire katheter betrouwbare en gecontroleerde deflections onder MR-begeleiding als voorbereidende tests van katheternavigatie studies.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>GdDTPA Contrast Media (Magnevist)</td>
 <td>Bayer HealthCare Pharmaceuticals Inc. </td>
 <td>1240340</td>
 <td>McKesson Material Number</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Positive Photoresist</td>
 <td>Shipley</td>
 <td>N/A</td>
 <td>PEPR-2400, Replacement: Dow Chemicals Intervia 3D-P </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Copper Sulfate</td>
 <td>ScienceLab</td>
 <td>SLC3778</td>
 <td>Crystal form</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sulfuric Acid</td>
 <td>ScienceLab</td>
 <td>SLS1573</td>
 <td>50% w/w solution</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Parrafin Wax</td>
 <td>Carolina</td>
 <td>879190</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Potassium Carbonate </td>
 <td>Acros Organics</td>
 <td>424081000</td>
 <td></td>
 </tr>
</tbody>
 </table>

magnetically-assisted remote controlled microcatheter tip deflection under magnetic resonance imaging

X-ray fluoroscopie-geleide endovasculaire procedures hebben een aantal belangrijke beperkingen, met inbegrip van moeilijk katheter navigatie en gebruik van ioniserende straling, die mogelijk kunnen worden overwonnen met behulp van een magnetisch bestuurbare katheter onder MR begeleiding. Het belangrijkste doel van dit werk is het ontwikkelen van een microkatheter waarvan tip kan op afstand worden bediend met behulp van het magnetisch veld van de MR-scanner. Dit protocol heeft tot doel de procedures voor de toepassing stroom naar de microcoil-tipped microkatheter om consistente en controleerbare doorbuiging te produceren. Een microcoil werd vervaardigd met behulp van laser-draaibank lithografie op een polyimide-tipped endovasculaire katheter. In vitro testen werden uitgevoerd in een waterbad en schip fantoom onder begeleiding van een 1.5-T MR-systeem met behulp van de steady-state free precessie (SSFP) sequencing. Verschillende hoeveelheden stroom werden toegepast op de spoelen van de microkatheter te produceren measureable tip doorbuigingen en navigeren in vasculaire fantomen. De ontwikkeling van dit apparaat biedt een platform voor toekomstige testen en kansen voor de endovasculaire interventie-MRI-omgeving revolutie.

Van de hierboven beschreven protocol, een afbuighoek tussen 0 en 90 graden worden waargenomen bij toepassing van 50-300 mA stroom gelijktijdig geleverd aan beide spoelen van een gecombineerde spoel en Helmholtz spoel microkatheter (figuur 2E). Een toename van aangelegde stroom moeten leiden tot een toename van microkatheter afbuighoek, terwijl een omkering van polariteit stroom moet in deflectie resulteren in de tegenovergestelde richting als waargenomen met positieve stroom (figuren 5A-5C).</st...

Watch this Scientific Journal Video about Magnetically-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Deflection under Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Magnetically-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Deflection under Magnetic Resonance Imaging

Wordt toegepast op een endovasculaire microkatheter met microcoil tip door laser draaibank lithografie kan bereiken bestuurbare doorbuiging onder magnetische resonantie (MR) leiding die snelheid en efficiëntie van navigatie van bloedvaten kan verbeteren tijdens verschillende endovasculaire procedures.

Magnetisch-Assisted Remote Controlled microkatheter Tip Doorbuiging onder Magnetic Resonance Imaging

X-ray fluoroscopy-guided  endovascular procedures have several significant limitations, including  difficult catheter navigation and use of ionizing ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Magnetic Resonance elastografie methodologie voor de evaluatie van Tissue Engineered Construct groei

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

Remote Magnetische Aansturing van Micrometrische Probes voor<em&gt; In situ</em&gt; 3D Mapping van bacteriële biofilm Fysische eigenschappen

Bacterial adhesion and growth on interfaces lead to the formation of three-dimensional heterogeneous structures so-called biofilms. The cells dwelling in ...

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

Alternating Magnetic Field-Responsive Hybrid Gelatin Microgels for Controlled Drug Release

Wisselend magneetveld-Responsive Hybrid Gelatine Microgels voor Controlled Drug release

Magnetically-responsive nano/micro-engineered biomaterials that enable a tightly controlled, on-demand drug delivery have been developed as new types of ...

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

Rapid Scan Electron Paramagnetische Resonantie opent nieuwe wegen voor Imaging Fysiologisch belangrijke parameters<em&gt; In Vivo</em

We demonstrate a superior method of 2D spectral-spatial imaging of stable radical reporter molecules at 250 MHz using rapid-scan ...

Magnetic Levitation Coupled with Portable Imaging and Analysis for Disease Diagnostics

Magnetische levitatie In combinatie met Portable Imaging and Analysis for Disease Diagnostics

Currently, many clinical diagnostic procedures are complex, costly, inefficient, and inaccessible to a large population in the world. The requirements for ...

Magnetic and Thermal-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide)-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Magnetische en thermische gevoelige poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) -gebaseerde Microgels voor magnetisch uitgezette gecontroleerde vrijgave

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...

Metabolic Support of Excised, Living Brain Tissues During Magnetic Resonance Microscopy Acquisition

Metabole steun van weggesneden, levende hersenen weefsels tijdens magnetische resonantie microscopie overname

This protocol describes the procedures necessary to support normal metabolic functions of acute brain slice preparations during the collection of magnetic ...

Measuring the Spin-Lattice Relaxation Magnetic Field Dependence of Hyperpolarized [1-13C]pyruvate

Measuring the Spin-Lattice Relaxation Magnetic Field Dependence of Hyperpolarized [1-13C]pyruvate

Meten van de spin-Lattice ontspanning magnetische veld afhankelijkheid van Hypergepolariseerde [1-13C] Pyruvate

The fundamental limit to in vivo imaging applications of hyperpolarized 13C-enriched compounds is their finite spin-lattice relaxation times. Various ...

High-resolution Imaging of Nuclear Dynamics in Live Cells under Uniaxial Tensile Strain

Hoge-resolutie beeldvorming van kern dynamiek in levende cellen onder Éénassige trekspanning

Extracellular mechanical strain is known to elicit cell phenotypic responses and has physiological relevance in several tissue systems. To capture the ...