Magneticamente Assistida deflexão da ponta Remote Controlled microcateter em Imagem por Ressonância Magnética

Summary

Corrente aplicada a um microcateter endovascular com ponta micromolas feita por laser litografia torno pode alcançar deflexões controláveis ​​sob orientação de ressonância magnética (MR), que pode melhorar a velocidade e a eficácia de navegação da vasculatura durante vários procedimentos endovasculares.

Abstract

Procedimentos de raios-X fluoroscopia guiada endovasculares têm várias limitações significativas, incluindo a navegação cateter difícil e uso de radiação ionizante, o que pode, potencialmente, ser superado através de um cateter magneticamente dirigível sob a orientação do MR.

O objectivo principal deste trabalho é a de desenvolver um microcateter cuja ponta pode ser controlado remotamente com o campo magnético do scanner de MR. Este protocolo tem como objetivo descrever os procedimentos para a aplicação de corrente para o microcateter micromolas de ponta para produzir desvios consistentes e controlável.

Uma micro foi fabricado usando laser litografia em torno de um cateter poliimida de ponta endovascular. Testes in vitro foi realizada em banho-maria e fantasma navio sob a orientação de um sistema de RM de 1,5 T com estado estável livre de precessão (SSFP) seqüenciamento. Várias quantidades de corrente foram aplicados às bobinas do microcateter para produzir measureable desvios ponta e navegar em fantasmas vasculares.

O desenvolvimento deste dispositivo fornece uma plataforma para testes de futuro e oportunidade de revolucionar o ambiente intervencionista endovascular de ressonância magnética.

Introduction

Procedimentos endovasculares realizados em medicina intervencionista orientação utilização de raio-x como uma ferramenta para navegação através de cateter vascular para tratar várias doenças graves, tais como aneurisma cerebral, acidente vascular cerebral isquêmico, tumores sólidos, aterosclerose e arritmias cardíacas para mais de um milhão de pacientes por ano em todo o mundo ^{1 – 5.} Com a utilização de meios de contraste, a navegação através da vasculatura é conseguido através de rotação manual do avanço do cateter e mecânica, pelo intervencionista da mão ^6. No entanto, a navegação através de pequenos vasos sanguíneos tortuosos em torno de muitas curvas vascular torna-se cada vez mais difícil, alongando o tempo antes de atingir o local do alvo. Isso representa um problema para sensíveis ao tempo de procedimentos, tais como a remoção de um coágulo de sangue num vaso ocluso. Além disso, procedimentos prolongados aumentar a dose de radiação e criar o potencial para eventos adversos ^7-11. No entanto, os procedimentos endovasculares realizados sob magnetic ressonância pode oferecer uma solução.

O campo magnético forte homogênea de um scanner de ressonância magnética podem ser exploradas para a navegação ponta do cateter por controle remoto ^12,13. Corrente aplicada a um micromolas localizado a uma ponta do cateter induz um momento magnético, que experimenta um binário, uma vez que se alinha com o furo do scanner de IRM ¹³ (Figura 1). Se a corrente eléctrica é activado em uma bobina individual, a ponta do cateter pode ser desviado para um plano por controle remoto. Se três bobinas a uma ponta do cateter são energizados, a deflexão da ponta do cateter pode ser conseguido em três dimensões. Assim, direcção magneticamente facilitada de um cateter tem o potencial para aumentar a velocidade e eficácia da navegação vascular em procedimentos endovasculares, que poderia reduzir o tempo de processo e melhorar os resultados do paciente. No presente estudo, examinou-se se a corrente aplicada a um cateter com ponta de micromolas endovascular pode produzir deflecti fiável e controladaons sob orientação MR-como testes preliminares de estudos de navegação do cateter.

Protocol

1. Micromolas Fabricação Obter um microcateter comercialmente disponíveis (por exemplo, 2.3F Rapid Transit Cordis Cateter Neurovascular, Raynham, MA) para um substrato. Garantir cateteres não têm componentes ferrosos, são considerados MR-seguro, e variam em tamanho 2,3-3,0 F. Sputter uma camada de adesão de titânio seguido por uma camada de sementes de cobre até um milímetro 1-2 OD tubo isolante. Os materiais possíveis incluem poliimida, ou alumina (Ortech avançada Cer…

Representative Results

A partir do protocolo acima descrito, com um ângulo de deflexão entre 0 e 90 graus deve-se observar a partir de aplicação de 50-300 mA de corrente entregue simultaneamente a ambas as bobinas de um solenóide combinado e sistema de microcateter bobina de Helmholtz (Figura 2E). Um aumento da corrente aplicada deve resultar num aumento do ângulo de deflexão microcateter, enquanto que a inversão de polaridade de corrente deve resultar em desvio na direcção oposta, como observado com corrente positi…

Discussion

Aqui descrevemos o protocolo para a deflexão de um microcateter em um scanner de MR. Os parâmetros-chave para o sucesso são precisas aplicação de corrente e medição do ângulo de deflexão. Medição imprecisa de ângulo de deflexão é o erro mais provável encontrada neste protocolo. Os ângulos capturados em imagens de RM banho de água durante a experiência podem diferir dos valores reais devido a pequenas diferenças na orientação em que o meio é posicionado em relação ao orifício do íman. Para resol…

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