Magnetisk pasning Remote Controlled Microcatheter Tips Deflection etter Magnetic Resonance Imaging

Summary

Strøm brukes en endovaskulær microcatheter med microcoil tips laget av laser dreiebenk litografi kan oppnå kontrollerbare utslag under magnetisk resonans (MR) veiledning, som kan forbedre hastigheten og effekt av navigering av blodkar i ulike endovaskulære prosedyrer.

Abstract

X-ray gjennomlysning-guided endovaskulære prosedyrer har flere betydelige begrensninger, inkludert vanskelig kateter navigasjon og bruk av ioniserende stråling, som potensielt kan løses ved å bruke en magnetisk styrbar kateter i henhold MR veiledning.

Hovedmålet med dette arbeidet er å utvikle en microcatheter som spiss kan fjernstyres ved hjelp av magnetfelt MR skanner. Denne protokollen tar sikte på å beskrive prosedyrene for å søke strøm til microcoil-tipped microcatheter å produsere konsistente og kontrollerbare avklaringer.

En microcoil ble fabrikkert ved hjelp av laser dreiebenk litografi på en polyimid-tipped endovaskulær kateter. In vitro testing ble utført i et vannbad og fartøy fantom under veiledning av en 1,5-T MR-systemet med steady-state gratis presesjon (SSFP) sekvensering. Ulike mengder strøm ble anvendt på spolene av microcatheter å produsere measureable tips blokkeringer og navigere i vaskulære fantomer.

Utviklingen av denne enheten gir en plattform for fremtidig testing og mulighet til å revolusjonere endovaskulære intervensjonsradiologi MR miljø.

Introduction

Endovaskulære prosedyrer utført i intervensjonsradiologi medisin bruk x-ray veiledning som verktøy for kateter navigasjon gjennom vaskulatur å behandle flere store sykdommer, for eksempel hjerne aneurisme, hjerneinfarkt solide svulster, åreforkalkning og hjertearytmier rettet over en million pasienter per år på verdensbasis ^{1 – 5.} Med bruk av kontrastmidler, er navigasjon gjennom vaskulaturen oppnådd gjennom manuell rotasjon av kateteret og mekaniske avansement av intervensjonistisk hånd ^6. Men blir navigasjon gjennom små kroket blodkar rundt mange vaskulære bøyninger stadig vanskeligere, elongating tid før den når målområdet. Dette utgjør et problem for tidsfølsomme prosedyrer som fjerning av en blodpropp i et okkludert blodåre. I tillegg langvarig prosedyrer øke stråledosen og skape et potensiale for uønskede hendelser ^7-11. Men endovaskulære prosedyrer utført under Magnetic resonansavbildning kan gi en løsning.

Den sterke homogene magnetfelt en MR skanner kan utnyttes for katetertuppen navigasjon med fjernkontroll ^12,13. Strømmen tilført en microcoil ligger på en kateterspiss induserer en liten magnetisk moment, som opplever en dreiemoment som det er justert med boringen i MR ¹³ (figur 1). Hvis elektrisk strøm er aktivert i en individuell spole kan kateterspissen avbøyet i ett plan ved hjelp av fjernkontroll. Hvis tre spoler i en kateterspiss aktiveres, kan kateterspissen avbøyning oppnås i tre-dimensjon. Dermed har magnetisk tilrettelagt styring av et kateter potensial til å øke hastigheten og effektiviteten av vaskulær navigasjon i endovaskulære prosedyrer, som kan redusere prosedyre ganger og forbedre pasientens utfall. I denne studien undersøkte vi om strøm brukes en microcoil-tipped endovaskulær kateter kan produsere pålitelig og kontrollert deflections henhold MR-veiledning som foreløpig testing av kateter navigasjon studier.

Protocol

1. Microcoil Fabrication Skaff en kommersielt tilgjengelig microcatheter (f.eks 2.3F Rapid Transit Cordis neurovaskulær kateter, Raynham, MA) for et substrat. Sikre kateter har ingen jernholdige komponenter, anses MR-safe, og varierer i størrelse 2,3 til 3,0 F. Frese en titan vedheft lag etterfulgt av en kobber frø lag til et 1-2 mm OD isolerende rør. Mulige materialer omfatter polyimid eller alumina (Ortech Advanced Ceramics, Sacramento, CA). Electrodeposit en posit…

Representative Results

Fra protokollen beskrevet ovenfor, en vinkel av nedbøyning mellom 0 og 90 grader bør observeres fra anvendelse av 50-300 mA leveres samtidig til begge spoler av en kombinert solenoid og Helmholtz spolen microcatheter system (figur 2E). En økning i anvendt strøm bør resultere i en økning i microcatheter avbøyningsvinkel, mens en reversering i dagens polaritet bør resultere i avbøyning i nøyaktig motsatt retning, som observert med positiv strøm (figur 5A-5C). Vinkelen av nedbø…

Discussion

Her beskriver vi protokollen for nedbøyning av en microcatheter i en MR-skanner. De viktigste parametrene for suksess er nøyaktig anvendelse av nåværende og måling av nedbøyning vinkel. Unøyaktig måling av avbøyningsvinkel er den mest sannsynlige feil oppstod i denne protokollen. Vinklene fanget i MR-bilder under vannbad eksperimentet kan avvike fra de faktiske verdier grunnet små forskjeller i retningen ved hvilken mediet er plassert med hensyn til den innvendige diameter til magneten. Å løse dette probleme…

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