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
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Gli autori vorrei ringraziare il centro Università di Ulm per traslazionale MoMAN Imaging per il suo sostegno.

Il protocollo di studio è in conformità con le linee guida etiche della dichiarazione 1975 di Helsinki che si riflette in approvazione a priori dal comitato etico dell'istituzione. Consenso informato è stato ottenuto da tutti i singoli partecipanti inclusi nello studio (CSI-Ulm, clinicaltrials.gov NCT02162069).
1. l'esame di CT
<ol><li>Eseguire l'angiografia cardiaca di CT con ECG-gating retrospettivo con 80 mL di mezzi di contrasto iodati iniettato ad una portata di 4,0 mL/s seg...

<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'obiettivo principale di questo studio era di studiare la fattibilità di se senza modificare il flusso di lavoro TAVI clinicamente stabilito. Considerando che il gold standard per la co-registrazione dei dati pre-interventistici di CTA e fluoroscopia XR utilizza dedicato aortograms8, proponiamo utilizzando registrazioni multiple approssimative con perfezionamenti on-the-fly per fornire accurato modello 3D sovrapposizione durante l'intero corso dell'intervento.
Il perf...

Fusione di immagini (se) è il processo di sovrapposizione DataSet acquisito al diverso tempo - e punti di vista sulle diverse modalità in un single-frame di riferimento1. XR è la modalità di formazione immagine utilizzate più di frequente per l'orientamento di intervento. Anche se, fornendo alta risoluzione temporale e spaziale, XR ha bassa dimensionalità (proiezioni 2D) e manca di dettagli anatomici. Modelli di forma 3D organo derivati da per esempio alta qualità pre-interventistica CTA dati sovrapposti l'immagine dal vivo fluoroscopia possono aumentare XR pertinenti strutture anatomiche di molli. Passo dei prerequisiti per se è la co-registrazione di modalità differenti di formazione immagine.
Co-registrazione di immagine 3D preoperatoria DataSet mediante fluoroscopia XR comporta in genere, una delle seguenti tecniche2: un) registrazione di 3D-3D basato su immagine del dataset 3D preoperatorio con un CBCT intraoperatoria non- / contrasto-enhanced DataSet3,4,5,6, o b) registrazione basata su immagine diretta di 2D-3D, dove due immagini angiografiche con un minimo di 30 ° spaziatura angolare7,8 sono utilizzati per Co-registrazione.
Con la recente introduzione di pacchetti di fusione su commerciale sistemi XR, se può essere reso più facilmente disponibili per una vasta gamma di applicazioni. Utilizzando questi sistemi, precedentemente abbiamo indicato che è tecnicamente fattibile e sicuro per sovrapporre un modello radice aortica mediante registrazione basata su immagine diretta di 2D-3D per sostenere transfemoral transcatetere della valvola aortica (TAVI) l'impianto8. Senza compromettere la dose complessiva di CA o XR, se dimostrato altamente prezioso durante la procedura di TAVI aggiungendo dettagli anatomici 3D per l'immagine di radioscopia XR convenzionale, soprattutto durante la distribuzione del dispositivo di protezione cerebrale. Tuttavia, l'ulteriore acquisizione di aortograms utilizzato per la co-registrazione necessaria dose di ulteriori CA e XR. Di conseguenza, un flusso di lavoro ottimizzato fornendo accurata se senza la necessità di eventuali ulteriori aortograms era altamente desiderabile.
Qui, presentiamo un approccio per una migliore co-registrazione di pre-interventistica CTA con XR in tempo reale senza la necessità di eventuali ulteriore CA o C-braccio TAC per se. L'accesso femorale che Tavi viene eseguita come descritto altrove9,10,11. In breve, entrambe le arterie femorali sono accessibili: uno per la guida della puntura controlaterale, seguito dal posizionamento di un catetere pigtail attraverso una guaina 6F per consentire l'arteriografia durante il posizionamento della protesi valvola; la seconda per il posizionamento del sistema di consegna della valvola e successive dell'aerostato valvuloplasty e dispositivo disposizione. Viene eseguita la conferma angiografica della puntura appropriata nella nostra istituzione come standard di cura per la localizzazione dell'altezza della puntura (sopra la biforcazione femorale) e stima della posizione dello stent coperto in caso di accesso relativi alla le complicazioni12. Per catturare i detriti embolico, è introdotto un sistema di doppio-filtro di protezione cerebrale dopo l'inserimento della guaina TAVI consegna prima del passaggio dell'arco aortico con qualsiasi dispositivo ulteriore.
Usiamo le arteriogrammi eseguite regolarmente durante la puntura delle arterie femorali per stabilire la co-registrazione iniziale. On-the-fly raffinatezza della co-registrazione viene successivamente eseguita durante la procedura in corso utilizzando la posizione del catetere pigtail all'interno della radice aortica, il sistema di doppio-filtro protezione embolica cerebrale nei vasi supraaortal e la aortograms eseguita prima dell'impianto della protesi valvola, garantendo così la sovrapposizione di modello accurato in qualsiasi momento durante l'intervento.

<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 fusione di modelli anatomici 3D derivato da angiografia di tomografia computata pre-interventistica ad alta fedeltà (CTA) e fluoroscopia di raggi x (XR) per facilitare l'orientamento anatomico è di enorme interesse per gli interventi cardiaci complessi come le procedure TAVI con protezione cerebrale. Co-registrazione del CTA e XR è stato introdotto sia basato su ulteriori intraoperatoria non- / contrapporre-aumentata cono-tomografia computerizzata del fascio (CBCT) o due aortograms separati. Con relativo aumento della dose di radiazione esposizione e/o contrasto agente (CA), è stato introdotto un potenziale rischio aggiuntivo per il paziente. Qui, vi proponiamo un modificate co-registrazione approccio sfruttando le arteriogrammi delle arterie iliofemoral, effettuate ordinariamente durante la puntura femorale e l'introduzione di guaina. On-the-fly raffinatezza della co-registrazione durante la procedura in corso permette co-accurata registrazione senza alcun ulteriori angiogrammi, riducendo in tal modo CA, XR dose e procedura tempo, migliorando allo stesso tempo la procedura e la sicurezza dell'operatore sicurezza.

Abbiamo introdotto un approccio novello co-registrazione per la fusione di immagine durante TAVI, che permette di sovrapporre il modello anatomico di paziente-specifici sulle immagini dei XR dal vivo durante l'intera procedura TAVI senza la necessità di eventuali ulteriori aortograms.
Diversi passaggi interventistiche potranno beneficiare di IF: (1) l'orientamento della puntura dell'arteria femorale comune sopra la biforcazione...

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

Registrazione di angiografia di 3D CT con radioscopia dei raggi x è migliorato per la fusione di immagine durante l'impianto transcatetere della valvola aortica

Lo scopo di questo studio era migliorare la co-registrazione per la fusione di immagine (se) dei dati di CT pre-interventistici con radioscopia dei raggi x in tempo reale (XR) durante transfemoral impianto di valvola aortica transcatetere (TAVI).

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

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