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, og Robert Taylor fra UCSF, Tim Roberts fra University of Pennsylvania Finansieringskilder NIH National Heart Lung Blood Institute (NHLBI) Award (M. Wilson): 1R01HL076486 American Society of Neuroradiology forskning og utdanning Foundation Scholar Award (S. Hetts) NIH National Institute of Biomedical Imaging og bioteknologi (NIBIB) Award (S. Hetts): 1R01EB012031

1. Microcoil Fabrication <ol><li> Skaff en kommersielt tilgjengelig microcatheter (f.eks 2.3F Rapid Transit Cordis neurovaskulær kateter, Raynham, MA) for et substrat. </li><li> Sikre kateter har ingen jernholdige komponenter, anses MR-safe, og varierer i størrelse 2,3 til 3,0 F. </li><li> Frese en titan vedheft lag etterfulgt av en kobber frø lag til et 1-2 mm OD isolerende rør. Mulige materialer omfatter polyimid eller alumina (Ortech Advanced Ceramics, Sacramento, CA). </li><li> Electrodeposit en posit...

<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>

Her beskriver vi protokollen for nedbøyning av en microcatheter i en MR-skanner. De viktigste parametrene for suksess er nøyaktig anvendelse av nåværende og måling av nedbøyning vinkel. Unøyaktig måling av avbøyningsvinkel er den mest sannsynlige feil oppstod i denne protokollen. Vinklene fanget i MR-bilder under vannbad eksperimentet kan avvike fra de faktiske verdier grunnet små forskjeller i retningen ved hvilken mediet er plassert med hensyn til den innvendige diameter til magneten. Å løse dette probleme...

Endovaskulære prosedyrer utført i intervensjonsradiologi medisin bruk x-ray veiledning som verktøy for kateter navigasjon gjennom vaskulatur å behandle flere store sykdommer, for eksempel hjerne aneurisme, hjerneinfarkt solide svulster, åreforkalkning og hjertearytmier rettet over en million pasienter per år på verdensbasis 1 - 5. Med bruk av kontrastmidler, er navigasjon gjennom vaskulaturen oppnådd gjennom manuell rotasjon av kateteret og mekaniske avansement av intervensjonistisk hånd 6. Men blir navigasjon gjennom små kroket blodkar rundt mange vaskulære bøyninger stadig vanskeligere, elongating tid før den når målområdet. Dette utgjør et problem for tidsfølsomme prosedyrer som fjerning av en blodpropp i et okkludert blodåre. I tillegg langvarig prosedyrer øke stråledosen og skape et potensiale for uønskede hendelser 7-11. Men endovaskulære prosedyrer utført under Magnetic resonansavbildning kan gi en løsning. Den sterke homogene magnetfelt en MR skanner kan utnyttes for katetertuppen navigasjon med fjernkontroll 12,13. Strømmen tilført en microcoil ligger på en kateterspiss induserer en liten magnetisk moment, som opplever en dreiemoment som det er justert med boringen i MR 13 (figur 1). Hvis elektrisk strøm er aktivert i en individuell spole kan kateterspissen avbøyet i ett plan ved hjelp av fjernkontroll. Hvis tre spoler i en kateterspiss aktiveres, kan kateterspissen avbøyning oppnås i tre-dimensjon. Dermed har magnetisk tilrettelagt styring av et kateter potensial til å øke hastigheten og effektiviteten av vaskulær navigasjon i endovaskulære prosedyrer, som kan redusere prosedyre ganger og forbedre pasientens utfall. I denne studien undersøkte vi om strøm brukes en microcoil-tipped endovaskulær kateter kan produsere pålitelig og kontrollert deflections henhold MR-veiledning som foreløpig testing av kateter navigasjon studier.

<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 gjennomlysning-guided endovaskulære prosedyrer har flere betydelige begrensninger, inkludert vanskelig kateter navigasjon og bruk av ioniserende stråling, som potensielt kan løses ved å bruke en magnetisk styrbar kateter i henhold MR veiledning. Hovedmålet med dette arbeidet er å utvikle en microcatheter som spiss kan fjernstyres ved hjelp av magnetfelt MR skanner. Denne protokollen tar sikte på å beskrive prosedyrene for å søke strøm til microcoil-tipped microcatheter å produsere konsistente og kontrollerbare avklaringer. En microcoil ble fabrikkert ved hjelp av laser dreiebenk litografi på en polyimid-tipped endovaskulær kateter. In vitro testing ble utført i et vannbad og fartøy fantom under veiledning av en 1,5-T MR-systemet med steady-state gratis presesjon (SSFP) sekvensering. Ulike mengder strøm ble anvendt på spolene av microcatheter å produsere measureable tips blokkeringer og navigere i vaskulære fantomer. Utviklingen av denne enheten gir en plattform for fremtidig testing og mulighet til å revolusjonere endovaskulære intervensjonsradiologi MR miljø.

Fra protokollen beskrevet ovenfor, en vinkel av nedbøyning mellom 0 og 90 grader bør observeres fra anvendelse av 50-300 mA leveres samtidig til begge spoler av en kombinert solenoid og Helmholtz spolen microcatheter system (figur 2E). En økning i anvendt strøm bør resultere i en økning i microcatheter avbøyningsvinkel, mens en reversering i dagens polaritet bør resultere i avbøyning i nøyaktig motsatt retning, som observert med positiv strøm (figur 5A-5C). Vinkelen av nedbø...

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

Strøm brukes en endovaskulær microcatheter med microcoil tips laget av laser dreiebenk litografi kan oppnå kontrollerbare utslag under magnetisk resonans (MR) veiledning, som kan forbedre hastigheten og effekt av navigering av blodkar i ulike endovaskulære prosedyrer.

Magnetisk pasning Remote Controlled Microcatheter Tips Deflection etter 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 Elastography Metodikk for vurdering av Tissue Engineered Construct Vekst

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

Fjern Magnetic Aktivering av micrometric prober for<em&gt; In situ</em&gt; 3D Kartlegging av biofilm fysiske egenskaper

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

Skreddersydd laserbaserte varmeapparater for Utløst Offentliggjøring av Cisplatin fra thermo Liposomes med Magnetic Resonance Bilde 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

Vekslende magnetfelt-Responsive Hybrid Gelatin mikrogeler for kontrollert legemiddeldosering

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 Paramagnetic Resonance Åpner nye muligheter for Imaging Fysiologisk viktige parametere<em&gt; I 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

Magnetisk Levitation Sammen med Portable Imaging and Analysis for sykdomsdiagnostikk

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

Magnetisk og Termisk-sensitiv Poly (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamid) -baserte mikrogeler for magnetisk utløst kontrollert frigivelse

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

Metabolsk støtte forbrukeravgift, levende hjernen vev under magnetisk resonans mikroskopi oppkjøpet

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

Måle spin-gitter avslapning magnetisk felt avhengighet av Hyperpolarized [1-13C] pyruvat

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

Høyoppløselig bilde av Nuclear Dynamics i levende celler under Uniaxial strekk belastning

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