Magnetisch-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Durchbiegung unter Magnetic Resonance Imaging

Summary

Strom, der an einer endovaskulären Mikrokatheter mit Mikrospule Spitze durch Laserschweißen Drehmaschine Lithographie hergestellt werden steuerbaren Verformungen unter Magnetresonanz (MR)-Führung, die Geschwindigkeit und Wirksamkeit der Navigation des Gefäßsystem während verschiedener endovaskulären Verfahren kann verbessert erreichen.

Abstract

Röntgendurchleuchtung-geführte endovaskuläre Verfahren haben mehrere erhebliche Beschränkungen, auch schwierige Katheter Navigation und Verwendung von ionisierender Strahlung, die möglicherweise überwunden werden können mit einem magnetisch steuerbaren Katheter unter MR-Steuerung werden.

Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, einen Mikrokatheter deren Spitze ferngesteuert werden mit dem Magnetfeld des MR-Scanner zu entwickeln. Dieses Protokoll zielt darauf ab, die Verfahren für die Bestromung der Mikrospule Spitze Mikrokatheter, um konsistente und kontrollierbare Ausschläge erzeugen beschreiben.

Ein Mikrospule wurde hergestellt unter Verwendung eines Lasers auf eine Drehmaschine Lithographie Polyimid-bestückte endovaskulären Katheters. In vitro Testung wurde in einem Wasserbad und Gefäß Phantom unter Anleitung eines 1,5-T MR-System mit stationären freier Präzession (SSFP) Sequenzierung durchgeführt. Verschiedene Strommengen wurden den Spulen des Mikrokatheters angewendet mea produzierensureable Spitze Umlenkungen und navigieren Sie in der vaskulären Phantome.

Die Entwicklung dieses Gerätes bietet eine Plattform für zukünftige Tests und Gelegenheit zu endovaskulären interventionellen MRI-Umgebung zu revolutionieren.

Introduction

Endovaskuläre Eingriffe in der interventionellen Medizin Verwendung x-ray Führung als Werkzeug für Katheter Navigation durch das Gefäßsystem zu mehreren wichtigen Krankheiten wie Gehirn-Aneurysma, ischämischer Schlaganfall, soliden Tumoren, Arteriosklerose und Herzrhythmusstörungen Targeting über eine Million Patienten pro Jahr weltweit ¹ Behandlung durchgeführt ^{– 5.} Mit der Verwendung von Kontrastmitteln, wird die Navigation durch das Gefäßsystem durch manuelle Drehung des Katheters und durch den mechanischen Vorschub interventionistischen Hand ⁶ gelöst. Jedoch wird die Navigation durch kleine gewundene Blutgefäße um viele Biegungen vaskulären zunehmend schwierig, Verlängern der Zeit vor Erreichen des Zielortes. Dies stellt ein Problem für zeitkritische Verfahren wie die Entfernung eines Gerinnsels in einer verstopften Blutgefäßes. Zusätzlich erhöhen das Verfahren verlängert die Strahlendosis und schaffen das Potenzial für Nebenwirkungen ^7-11. Allerdings endovaskuläre Eingriffe unter Magneti durchgeführtc-Resonanz-Tomographie kann eine Lösung bieten.

Die starke homogenes Magnetfeld eines MRI-Scanners kann Katheterspitze Navigation durch Fernsteuerung ^12,13 ausnutzen. Strom, der an einer Mikrowendel bei einer Katheterspitze befindet induziert eine kleine magnetische Moment, das ein Drehmoment erfährt, wie es mit der Bohrung des MRI Scanner ¹³ (Figur 1) ausgerichtet ist. Wenn elektrischer Strom in einer einzelnen Spule aktiviert ist, kann die Katheterspitze in einer Ebene durch Fernsteuerung abgelenkt werden. Wenn drei Spulen bei einer Katheterspitze erregt sind, können Katheterspitze Auslenkung in drei Dimensionen erreicht werden. Somit weist magnetisch erleichtert Lenken eines Katheters des Potentials, um die Geschwindigkeit und Wirksamkeit der vaskulären Navigation in endovaskuläre Verfahren, die Prozedur zu verkürzen könnte Patienten zu verbessern und zu erhöhen. In dieser Studie untersuchten wir, ob Strom, der an einer Mikrowendel-bestückte endovaskulären Katheter zuverlässig und kontrolliert deflecti produzieren kannons unter MR-Leitlinien Vorprüfung des Katheters Navigation Studien.

Protocol

Ein. Mikrospule Fabrication Erhalt eines handelsüblichen Mikrokatheter (zB 2.3F Rapid Transit Cordis Neurovaskuläre Katheter, Raynham, MA) für ein Substrat. Stellen Sie sicher, Kathetern haben keine Eisen-Komponenten werden als MR-Safe und liegen in der Größenordnung von 2,3 bis 3,0 F. Sputter eine Titanhaftschicht durch eine Kupferkeimschicht zu einer 1 bis 2 mm OD Isolierrohr gefolgt. Mögliche Materialien sind Polyimid oder Aluminiumoxid (Ortech Advanced Ceramics, Sacramen…

Representative Results

Aus dem oben beschriebenen Protokoll, eine Abwinkelung zwischen 0 und 90 Grad aus der Anwendung sollte von 50-300 mA Strom gleichzeitig auf beide Spulen eines kombinierten Elektromagnet und Helmholtzspule Mikrokatheter System (2E) geliefert beobachtet werden. Eine Erhöhung der angelegten Strom sollte zu einem Anstieg der Mikrokatheter Ablenkwinkel führen, während eine Umkehr der Strompolarität sollte Auslenkung in entgegengesetzte Richtung führt, wie mit positiven Strom beobachtet (5A-5C).<…

Discussion

Hier beschreiben wir die Protokoll für Ablenkung eines Mikrokatheters in einem MR-Scanners. Die wesentlichen Parameter für den Erfolg sind genaue Anwendung der aktuellen und Messung der Ablenkwinkel. Ungenaue Messung der Ablenkwinkel ist die wahrscheinlichste Fehler in diesem Protokoll angetroffen. Die Winkel in MR-Bildern während des Experiments Wasserbad eingefangen ggf. Werte durch geringe Unterschiede in der Orientierung durch die das Medium in Bezug auf die Bohrung des Magneten angeordnet ist, unterscheiden. Um …

Materials

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