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, et Robert Taylor, de l&#39;UCSF, Tim Roberts, de l&#39;Université de Pennsylvanie Sources de financement National Heart Lung NIH Blood Institute (NHLBI) Prix (M. Wilson): 1R01HL076486 American Society of Neuroradiology recherche et l&#39;éducation Scholar Award (S. Hetts) NIH Institut national d&#39;imagerie biomédicale et bio-ingénierie (NIBIB) Prix (S. Hetts): 1R01EB012031

1. Fabrication microbobine <ol><li> Procurez-vous un microcathéter disponible dans le commerce (par exemple 2.3f Rapid Transit Cordis neurovasculaire cathéter, Raynham, MA) pour un substrat. </li><li> Assurez-cathéters n&#39;ont pas de composants ferreux, sont considérés comme MR-fort, et vont de 2,3 à 3,0 F. </li><li> Pulvérisation d&#39;une couche d&#39;adhésion de titane suivie d&#39;une couche de germination de cuivre à l&#39;état d&#39;1 à 2 mm diamètre extérieur du tube isolant. Matériaux ...

<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>

Ici, nous décrivons le protocole de déflexion d&#39;un micro-cathéter dans un appareil d&#39;IRM. Les paramètres clés de la réussite sont une application précise du courant et la mesure de l&#39;angle de déviation. Une mesure inexacte du angle de déflexion est l&#39;erreur la plus probable rencontrées dans ce protocole. Les angles capturées en images par résonance magnétique lors de l&#39;expérience à bain d&#39;eau peuvent différer des valeurs réelles en raison de légères différences dans l&#39;orie...

Procédures endovasculaires effectuées en cours d&#39;utilisation la médecine interventionnelle radiographie l&#39;orientation comme un outil de navigation cathéter dans le système vasculaire pour traiter plusieurs maladies graves, comme la rupture d&#39;anévrisme, accident vasculaire cérébral ischémique, les tumeurs solides, l&#39;athérosclérose et les arythmies cardiaques ciblant plus d&#39;un million de patients par année dans le monde 1 - 5. Avec l&#39;utilisation des produits de contraste, de la navigation à travers le système vasculaire est obtenue par rotation manuelle de l&#39;avancement du cathéter et mécanique par l&#39;intervenant de part 6. Toutefois, la navigation à travers de petits vaisseaux sanguins tortueux à travers de nombreux virages vasculaires devient de plus en plus difficile, en allongeant le temps avant d&#39;atteindre le site cible. Cela pose un problème pour le temps des procédures adaptées telles que la suppression d&#39;un caillot dans un vaisseau sanguin obstrué. En outre, les procédures longues augmenter la dose de rayonnement et créer le potentiel d&#39;événements indésirables 7-11. Toutefois, les procédures endovasculaires réalisée sous magnetic imagerie par résonance magnétique peut apporter une solution. Le fort champ magnétique homogène d&#39;un scanner IRM peut être exploitée pour la navigation extrémité du cathéter par télécommande 12,13. Courant appliqué à une microbobine située à une extrémité du cathéter induit un moment magnétique faible, qui subit un couple tel qu&#39;il s&#39;aligne avec l&#39;alésage de l&#39;appareil d&#39;IRM 13 (figure 1). Si le courant électrique est activé dans une bobine individuelle, l&#39;extrémité du cathéter peut être déviée dans un plan de commande à distance. Si trois bobines à un bout de cathéter sont excitées, déviation extrémité du cathéter peut être réalisé en trois dimensions. Ainsi, la direction magnétique facilité d&#39;un cathéter a le potentiel d&#39;augmenter la vitesse et l&#39;efficacité de la navigation vasculaire dans les procédures endovasculaires, ce qui pourrait réduire les temps d&#39;intervention et d&#39;améliorer les résultats des patients. Dans cette étude, nous avons examiné si le courant appliqué à un cathéter à pointe microbobine endovasculaire peut produire des données fiables et contrôlées deflections de moins de MR-conseils que les tests préliminaires d&#39;études navigation cathéter.

<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

Procédures rayons X guidé par fluoroscopie endovasculaires ont plusieurs limites importantes, y compris la navigation cathéter difficile et l&#39;utilisation des rayonnements ionisants, ce qui peut potentiellement être surmontées à l&#39;aide d&#39;un cathéter orientable magnétique sous la direction de MR. L&#39;objectif principal de ce travail est de développer un micro-cathéter dont l&#39;extrémité peut être contrôlé à distance en utilisant le champ magnétique de l&#39;IRM. Ce protocole vise à décrire les procédures pour appliquer un courant à l&#39;microcathéter microbobine pointe pour produire des déformations cohérentes et contrôlable. Un microbobine a été fabriqué en utilisant la lithographie laser tour sur un cathéter à pointe polyimide endovasculaire. L&#39;expérimentation in vitro a été réalisée dans un bain-marie et le fantôme navire sous la direction d&#39;un système 1,5-T MR en utilisant l&#39;état d&#39;équilibre de précession libre (ASAG) séquençage. Diverses quantités de courant ont été appliqués aux bobines du microcathéter pour produire meadéviations pointe sureable et naviguer dans des fantômes vasculaires. Le développement de ce dispositif fournit une plate-forme pour les essais futurs et la possibilité de révolutionner l&#39;environnement IRM interventionnelle endovasculaire.

Du protocole décrit ci-dessus, un angle de déviation entre 0 et 90 degrés doit être observée à partir de l&#39;application 50-300 mA de courant délivré simultanément aux deux bobines d&#39;un électro-aimant et le système combiné de Helmholtz microcathéter bobine (2E figure). Une augmentation du courant appliqué devrait se traduire par une augmentation de l&#39;angle de déviation microcathéter, tandis qu&#39;une inversion de polarité de courant doit se traduire par déviation dans la dir...

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

Courant appliqué à un micro-cathéter endovasculaire avec pointe microbobine faite par laser Tour lithographie peut atteindre déviations contrôlables en vertu de résonance (MR) de guidage magnétique, ce qui peut améliorer la vitesse et l&#39;efficacité de la navigation de la vascularisation au cours de diverses procédures endovasculaires.

Magnétique assistée à distance de déviation contrôlée Astuce Microcatheter sous imagerie par résonance magnétique

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

Méthodologie élastographie par résonance magnétique pour l&#39;évaluation des tissus Conçu croissance Construct

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

Recherche

Bio-ingénierie

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

Déclenchement à distance magnétique de sondes micrométriques pour<em&gt; In situ</em&gt; Cartographie 3D de biofilms bactériens Propriétés physiques

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

Spécialement conçu à base de laser appareils de chauffage à libération déclenchée de cisplatine de thermosensible liposomes avec guidage par l&#39;image par résonance magnétique

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

Magnétique alternatif microgels de gélatine hybride sensible au champ de libération contrôlée de médicaments

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

Numérisation rapide résonance paramagnétique électronique ouvre de nouvelles voies pour l&#39;imagerie physiologiquement Paramètres importants<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

Lévitation magnétique Couplé avec imagerie portable et d&#39;analyse pour le diagnostic de la maladie

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

Poly magnétique et thermosensible (<em&gt; N</em&gt; Microgels à base de isopropylacrylamide) pour une libération contrôlée magnétiquement déclenchée

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

Soutien métabolique des excisées, les tissus de cerveau vivants lors de l’Acquisition de la microscopie par résonance magnétique

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

Mesurer la dépendance au champ magnétique de relaxation spin-lattice de l'hyperpolarisé [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

Imagerie à haute résolution de la dynamique nucléaire dans les cellules vivantes sous contrainte de traction uniaxiale

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