Magnéticamente Asistencia Remota Controlada microcatéter desviación de la punta bajo la resonancia magnética

Summary

La corriente aplicada a un microcatéter endovascular con punta microespiral hecha por láser litografía torno puede lograr deflexiones bajo controlables por resonancia magnética (MR) de orientación, que puede mejorar la velocidad y eficacia de la navegación de la vasculatura durante diversos procedimientos endovasculares.

Abstract

Procedimientos de fluoroscopia de rayos X guiada endovasculares tienen varias limitaciones significativas, incluyendo la navegación del catéter difícil y el uso de radiación ionizante, que potencialmente pueden ser superados usando un catéter magnéticamente orientable bajo la guía MR.

El objetivo principal de este trabajo es desarrollar un micro-catéter cuya punta puede ser controlado remotamente usando el campo magnético del escáner de RM. Este protocolo tiene como objetivo describir los procedimientos de aplicación actual para el microcatéter microespiral de punta para producir desviaciones consistentes y controlables.

Un microespira se fabricó usando litografía láser torno a un catéter endovascular poliimida de punta. En las pruebas in vitro se realizó en un baño de agua y fantasma buque bajo la guía de un sistema de 1,5-T MR utilizando el estado de equilibrio precesión libre (SSFP) secuenciación. Varias cantidades de corriente se aplica a las bobinas del microcatéter para producir meadeflexiones sureable punta y navegar en fantasmas vasculares.

El desarrollo de este dispositivo proporciona una plataforma para futuras pruebas y la oportunidad de revolucionar el ambiente RM intervencionista endovascular.

Introduction

Los procedimientos endovasculares realizados en el uso de la medicina intervencionista guía de rayos X como una herramienta para la navegación a través de catéter vascular para el tratamiento de varias enfermedades graves, como el aneurisma cerebral, infarto cerebral, tumores sólidos, la aterosclerosis y las arritmias cardíacas dirigida a más de un millón de pacientes al año en todo el mundo ^{1 – 5.} Con el uso de medios de contraste, la navegación a través de la vasculatura se logra mediante el giro manual del catéter y el avance mecánico por el intervencionista de mano ^6. Sin embargo, la navegación a través de pequeños vasos sanguíneos tortuosos alrededor de muchas curvas vasculares se vuelve cada vez más difícil, alargando el tiempo antes de alcanzar el sitio diana. Esto plantea un problema para los procedimientos sensibles al tiempo tales como la remoción de un coágulo en un vaso sanguíneo ocluido. Además, los procedimientos prolongados aumentar la dosis de radiación y crear el potencial de eventos adversos ^7-11. Sin embargo, los procedimientos endovasculares realiza bajo Magnetic resonancia puede ser una solución.

El fuerte campo magnético homogéneo de un escáner de MRI pueden ser explotados para la navegación punta de catéter por control remoto ^12,13. La corriente aplicada a una microespira encuentra en una punta de catéter induce un pequeño momento magnético, que experimenta una torsión, ya que se alinea con el orificio del escáner de MRI ¹³ (Figura 1). Si la corriente eléctrica se activa en una bobina individual, la punta del catéter puede ser desviada en un plano por control remoto. Si tres bobinas en la punta del catéter se energizan, desviación punta del catéter se puede lograr en tres dimensiones. Así, dirección magnéticamente facilitado de un catéter tiene el potencial de aumentar la velocidad y la eficacia de la navegación vascular en los procedimientos endovasculares, lo que podría reducir los tiempos del procedimiento y mejorar los resultados del paciente. En este estudio, hemos examinado si la corriente aplicada a un catéter endovascular microespiral de punta puede producir fiable y controlado deflections bajo MR-guía como las pruebas preliminares de los estudios de localización de catéteres.

Protocol

1. Microespiral Fabrication Obtener un microcatéter disponible comercialmente (por ejemplo 2.3F tránsito rápido Cordis catéter neurovascular, de Raynham, MA) para un sustrato. Asegúrese de catéteres no tienen componentes ferrosos, se consideran MR-safe, y varían en tamaño 2.3-3.0 F. Catódica una capa de adhesión de titanio seguida de una capa de siembra de cobre hasta un 1 a 2 mm OD tubo aislante. Los posibles materiales incluyen poliimida o alúmina (ORtech Advanced Cer…

Representative Results

Desde el protocolo descrito anteriormente, un ángulo de deflexión entre 0 y 90 grados debe observar desde la aplicación de 50-300 mA de corriente suministrada simultáneamente a ambas bobinas de un solenoide combinado y bobina de Helmholtz sistema de microcatéter (2E Figura). Un aumento de la corriente aplicada se traducirá en un aumento en el ángulo de deflexión microcatéter, mientras que un cambio en la polaridad de la corriente debe dar lugar a la flexión en la dirección opuesta como se obs…

Discussion

Aquí se describe el protocolo para la deflexión de un microcatéter en un escáner de RM. Los parámetros clave para el éxito son una aplicación precisa de la corriente y de medición de ángulo de desviación. Medición inexacta del ángulo de desviación es el error más probable encontrar en este protocolo. Los ángulos capturados en las imágenes de RM durante el experimento baño de agua pueden diferir de los valores reales debido a ligeras diferencias en la orientación mediante el cual se coloca el medio con …

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