Magnétique assistée à distance de déviation contrôlée Astuce Microcatheter sous imagerie par résonance magnétique

Summary

Courant appliqué à un micro-cathéter endovasculaire avec pointe microbobine faite par laser Tour lithographie peut atteindre déviations contrôlables en vertu de résonance (MR) de guidage magnétique, ce qui peut améliorer la vitesse et l'efficacité de la navigation de la vascularisation au cours de diverses procédures endovasculaires.

Abstract

Procédures rayons X guidé par fluoroscopie endovasculaires ont plusieurs limites importantes, y compris la navigation cathéter difficile et l'utilisation des rayonnements ionisants, ce qui peut potentiellement être surmontées à l'aide d'un cathéter orientable magnétique sous la direction de MR.

L'objectif principal de ce travail est de développer un micro-cathéter dont l'extrémité peut être contrôlé à distance en utilisant le champ magnétique de l'IRM. Ce protocole vise à décrire les procédures pour appliquer un courant à l'microcathéter microbobine pointe pour produire des déformations cohérentes et contrôlable.

Un microbobine a été fabriqué en utilisant la lithographie laser tour sur un cathéter à pointe polyimide endovasculaire. L'expérimentation in vitro a été réalisée dans un bain-marie et le fantôme navire sous la direction d'un système 1,5-T MR en utilisant l'état d'équilibre de précession libre (ASAG) séquençage. Diverses quantités de courant ont été appliqués aux bobines du microcathéter pour produire meadéviations pointe sureable et naviguer dans des fantômes vasculaires.

Le développement de ce dispositif fournit une plate-forme pour les essais futurs et la possibilité de révolutionner l'environnement IRM interventionnelle endovasculaire.

Introduction

Procédures endovasculaires effectuées en cours d'utilisation la médecine interventionnelle radiographie l'orientation comme un outil de navigation cathéter dans le système vasculaire pour traiter plusieurs maladies graves, comme la rupture d'anévrisme, accident vasculaire cérébral ischémique, les tumeurs solides, l'athérosclérose et les arythmies cardiaques ciblant plus d'un million de patients par année dans le monde ^{1 – 5.} Avec l'utilisation des produits de contraste, de la navigation à travers le système vasculaire est obtenue par rotation manuelle de l'avancement du cathéter et mécanique par l'intervenant de part ^6. Toutefois, la navigation à travers de petits vaisseaux sanguins tortueux à travers de nombreux virages vasculaires devient de plus en plus difficile, en allongeant le temps avant d'atteindre le site cible. Cela pose un problème pour le temps des procédures adaptées telles que la suppression d'un caillot dans un vaisseau sanguin obstrué. En outre, les procédures longues augmenter la dose de rayonnement et créer le potentiel d'événements indésirables ^7-11. Toutefois, les procédures endovasculaires réalisée sous magnetic imagerie par résonance magnétique peut apporter une solution.

Le fort champ magnétique homogène d'un scanner IRM peut être exploitée pour la navigation extrémité du cathéter par télécommande ^12,13. Courant appliqué à une microbobine située à une extrémité du cathéter induit un moment magnétique faible, qui subit un couple tel qu'il s'aligne avec l'alésage de l'appareil d'IRM ¹³ (figure 1). Si le courant électrique est activé dans une bobine individuelle, l'extrémité du cathéter peut être déviée dans un plan de commande à distance. Si trois bobines à un bout de cathéter sont excitées, déviation extrémité du cathéter peut être réalisé en trois dimensions. Ainsi, la direction magnétique facilité d'un cathéter a le potentiel d'augmenter la vitesse et l'efficacité de la navigation vasculaire dans les procédures endovasculaires, ce qui pourrait réduire les temps d'intervention et d'améliorer les résultats des patients. Dans cette étude, nous avons examiné si le courant appliqué à un cathéter à pointe microbobine endovasculaire peut produire des données fiables et contrôlées deflections de moins de MR-conseils que les tests préliminaires d'études navigation cathéter.

Protocol

1. Fabrication microbobine Procurez-vous un microcathéter disponible dans le commerce (par exemple 2.3f Rapid Transit Cordis neurovasculaire cathéter, Raynham, MA) pour un substrat. Assurez-cathéters n'ont pas de composants ferreux, sont considérés comme MR-fort, et vont de 2,3 à 3,0 F. Pulvérisation d'une couche d'adhésion de titane suivie d'une couche de germination de cuivre à l'état d'1 à 2 mm diamètre extérieur du tube isolant. Matériaux …

Representative Results

Du protocole décrit ci-dessus, un angle de déviation entre 0 et 90 degrés doit être observée à partir de l'application 50-300 mA de courant délivré simultanément aux deux bobines d'un électro-aimant et le système combiné de Helmholtz microcathéter bobine (2E figure). Une augmentation du courant appliqué devrait se traduire par une augmentation de l'angle de déviation microcathéter, tandis qu'une inversion de polarité de courant doit se traduire par déviation dans la dir…

Discussion

Ici, nous décrivons le protocole de déflexion d'un micro-cathéter dans un appareil d'IRM. Les paramètres clés de la réussite sont une application précise du courant et la mesure de l'angle de déviation. Une mesure inexacte du angle de déflexion est l'erreur la plus probable rencontrées dans ce protocole. Les angles capturées en images par résonance magnétique lors de l'expérience à bain d'eau peuvent différer des valeurs réelles en raison de légères différences dans l'orie…

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