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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Improved Registration of 3D CT Angiography with X-ray Fluoroscopy for Image Fusion During Transcatheter Aortic Valve Implantation at JoVE.com

Les auteurs tiennent à remercier le centre de l’Université de Ulm pour translationnelle MoMAN Imaging pour son soutien.

Le protocole de l’étude est conforme à l’éthique professionnelle de la déclaration d’Helsinki 1975 comme en témoigne a priori d’approbation par le Comité d’éthique de l’institution. Consentement éclairé a été obtenu de tous les participants individuels inclus dans l’étude (CSI-Ulm, clinicaltrials.gov NCT02162069).
1. l’examen CT
<ol><li>Effectuer une angiographie cardiaque avec ECG-gating rétrospective à l’aide de 80 mL de contraste iodés injectés ?...

<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>

L’objectif principal de cette étude était d’étudier la faisabilité d’IF sans modifier le workflow TAVI cliniquement établi. Alors que l’étalon-or pour le co-enregistrement des données préalablement interventionnelles de LTC et fluoroscopie XR utilise une technologie dédiée8, nous proposons d’utiliser plusieurs enregistrements approximatifs avec des raffinements d’on-the-fly pour fournir un modèle 3D précis superposition pendant toute la durée de l’intervention.
<p cl...

Fusion d’image (IF) est le processus de superposition des ensembles de données acquises aux différents temps - et points de vue sur des modalités différentes en une seule image de référence1. XR est un système d’imagerie le plus fréquemment utilisé pour l’orientation de l’intervention. Même si, en fournissant à haute résolution temporelle et spatiale, XR a de basse dimensionnalité (projection 2D) et manque de détails anatomiques. Les modèles de forme 3D orgue tirées par exemple qualité pré interventionnelle LTC données superposées sur l’image de la fluoroscopie direct peuvent augmenter le XR par les structures anatomiques de tissus mous. Étape préalable car si est le co-enregistrement des différentes modalités d’imagerie.
Co-Registration des ensembles de données préopératoires image 3D par fluoroscopie XR implique en général, une des techniques suivantes2: un) basée sur les images 3D-3D enregistrement du dataset préopératoire 3D avec un CBCT non- / contraste accentué peropératoire DataSet3,4,5,6, ou b) imageur 2D-3D d’enregistrement direct, où les deux images angiographiques avec un minimum de 30 ° espacement angulaire7,8 sont utilisés pour Co-Registration.
Avec l’introduction récente de paquets de fusion sur les systèmes commerciaux de XR, peut s’effectuer plus facilement disponible pour une vaste gamme d’applications. À l’aide de ces systèmes, nous avons déjà montré qu’il est techniquement réalisable et sécuritaire de la superposition d’un modèle de la racine aortique au moyen de l’imageur 2D-3D d’enregistrement direct pour soutenir la sécurité transcatheter valve aortique implantation (TAVI)8. Sans pour autant compromettre la dose globale de CA ou XR, si avérée très précieuse au cours de la procédure TAVI en ajoutant des détails anatomiques 3D à l’image conventionnelle de fluoroscopie XR, surtout pendant le déploiement du dispositif de protection cérébrale. Toutefois, l’acquisition de la technologie utilisée pour l’enregistrement Co requis supplémentaires CA et XR dose. Par conséquent, un flux de travail optimisé offrant précise si, sans la nécessité de toute technologie supplémentaire était hautement souhaitable.
Ici, nous présentons une approche de co-Registration améliorée de CTA pré interventionnelle avec XR en temps réel sans nécessiter aucun CA supplémentaire ou arceau tomodensitogrammes car si. L’accès fémoraux que Tavi est effectuée comme décrit ailleurs9,10,11. En bref, les deux artères fémorales sont accessibles : un pour la direction de la ponction controlatérale, suivie de la mise en place d’un cathéter de queue de cochon dans une gaine de 6F pour permettre l’artériographie pendant la pose de la prothèse de valve ; la seconde pour la mise en place du système de livraison de valve et mise subséquente valvuloplastie et périphérique. Confirmation angiographique de ponction appropriée est effectuée dans notre institution comme une norme de diligence pour la localisation de la hauteur de ponction (au-dessus de la bifurcation fémorale) et estimation de la position du stent couvert en cas relatifs à l’accès les complications12. Pour capturer les débris emboliques, un système de filtre à double protection cérébrale est introduit après la pose de la gaine de livraison TAVI avant le passage de l’arc aortique avec n’importe quel autre appareil.
Nous utilisons artériogrammes effectué régulièrement au cours de la ponction des artères fémorales pour établir la co-Registration initiale. On-the-fly raffinement de la co-Registration est effectuée par la suite au cours de la procédure en cours à l’aide de la position de la sonde pigtail au sein de la racine aortique, le système de double-filtre de protection embolique cérébral dans les vaisseaux supra-aortiques et le technologie réalisé avant l’implantation de la prothèse de valve, assurant ainsi la superposition de modèle précis à n’importe quel moment au cours de l’intervention.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:733px;" width="733">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Philips Allura FD10&#160;&#160;</td>
			<td style="width:149px;">Philips Healthcare</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:201px;">x-ray system</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">EP Navigator Release 5.2.10</td>
			<td style="width:149px;">Philips Healthcare</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:201px;">image segmentation and fusion SW</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:247px;">Iomeron 350</td>
			<td style="width:149px;">Bracco Imaging Deutschland GmbH</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>x-ray contrast agent</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:41px;width:247px;">Sentinel&#160; double-filter cerebral protection system</td>
			<td style="width:149px;">Claret Medical, Inc.</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:201px;">double-filter cerebral protection system&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:247px;">Matlab R2013</td>
			<td style="width:149px;">MathWorks</td>
			<td style="width:136px;"></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

La fusion des modèles anatomiques 3D dérivé d’angiographie de haute fidélité de tomodensitométrie pré interventionnelle (CTA), et radioscopie aux rayons x (XR) pour faciliter l’orientation anatomique est d’un intérêt énorme pour des interventions cardiaques complexes comme les procédures TAVI avec protection cérébrale. Co-Registration de LTC et XR a été introduite soit issu des supplémentaires peropératoire non- / contraste accentué faisceau conique calculé tomographie (CBCT) ou deux technologie séparée. Avec l’augmentation de dose de rayonnement exposition et/ou le contraste d’agent (CA), on introduit un risque supplémentaire pour le patient. Ici, nous vous proposons une mis à jour le co-enregistrement approche en utilisant artériogrammes des artères Ilio, assurées pendant la ponction fémorale et l’introduction de la gaine. On-the-fly raffinement de la co-Registration lors de la procédure en cours permet de co-Registration précise sans les angiogrammes supplémentaires, réduisant ainsi CA, XR dose et procédure de temps, tout en améliorant la procédure et la confiance de l’opérateur sécurité.

Nous avons introduit une approche de Roman co-Registration pour fusion d’image lors de TAVI, qui permet de superposer le modèle anatomique spécifique au patient sur les images en direct XR pendant toute la procédure TAVI sans besoin de n’importe quel technologie supplémentaires.
Plusieurs étapes interventionnelles bénéficieront de l’IF : (1) indications de la ponction de l’artère fémorale commune au-dessus de l...

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

Amélioré enregistrement d’angiographie 3D avec radioscopie aux rayons x pour la Fusion d’Image pendant l’Implantation de la Valve aortique Transcatheter

Le but de cette étude était d’améliorer la co-Registration pour fusion d’image (IF) des données de CT pre interventionnelles par fluoroscopie en temps réel aux rayons x (XR) pendant l’implantation de la valve aortique transcatheter alignement (TAVI).

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

Research

JoVE Journal

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