Forbedret registrering av 3D CT Angiography med X-ray Fluoroscopy for bildet Fusion under Transcatheter Aortaklaff implantasjon
Summary
Målet med denne studien var å forbedre co-registrering for bilde blanding (hvis) av pre intervensjonsradiologi CT data med sanntid x-ray (XR) fluoroscopy under transfemoral transcatheter Aortaklaff implantasjon (TAVI).
Abstract
Fusjon av 3D anatomiske modeller avledet fra Hi-Fi-pre intervensjonsradiologi beregnet tomografi angiography (CTA), og x-ray (XR) fluoroscopy å lette anatomiske veiledning er av stor interesse for komplekse cardiac intervensjoner som TAVI prosedyrer med cerebral beskyttelse. Co-registrering CTA og XR har blitt introdusert enten basert på flere intraoperativ ikke- / kontrast forbedret kjegle-beam beregnet tomografi (CBCT) eller to separate aortograms. Med relaterte økningen av stråling eksponering og/eller kontrast agent (CA) dose, er ekstra risikofaktorer for pasienten innført. Her foreslår vi en modifisert co-registrering tilnærming gjør bruk av arteriograms av iliofemoral arteriene rutinemessig utført under femur punktering og skjede introduksjon. On-the-fly avgrensningen av co-registrering under pågående prosedyren gjør nøyaktig co-registrering uten noen ekstra angiograms, dermed redusere CA, XR dose og prosedyre tid, mens samtidig forbedre operatør tillit og prosedyre sikkerhet.
Introduction
Bildet fusion (hvis) er prosessen med å legge datasett kjøpt på ulike tid- og synspunkter på ulike modaliteter i en enkelt-referanse1. XR er mest brukte tenkelig modalitet for intervensjon veiledning. Selv om, å gi høy timelige og romlig oppløsning, XR har lav dimensionality (2D anslag) og mangler anatomiske detaljer. 3D orgel figur modeller Hentet fra f.eks høykvalitets pre intervensjonsradiologi CTA data lagt på live fluoroscopy bildet kan øke XR av relevante anatomiske bløtvev strukturer. Forutsetning for hvis er co de ulike modalitetene for bildebehandling.
Co-registrering av preoperativ 3D image datasett med XR fluoroscopy innebærer vanligvis, en av de følgende teknikker2: en) image-basert 3D-3D registrering av preoperativ 3D dataset med et intraoperativ ikke- / kontrast forbedret CBCT DataSet3,4,5,6, eller b) direkte bildebasert 2D / 3D registrering, der to angiographic bilder med et minimum av 30 ° kantete avstand7,8 brukes for co-registrering.
Med den nylige lanseringen av fusion pakker på kommersielle XR systemer, hvis kan gjøres lettere tilgjengelig for en rekke applikasjoner. Bruker disse systemene, har vi tidligere vist at det er teknisk mulig og trygt å overlappe en aorta roten modell med direkte bildebasert 2D / 3D registrering for å støtte transfemoral transcatheter Aortaklaff implantasjon (TAVI)8. Uten at samlede CA eller XR dose, hvis viste seg svært verdifull under TAVI prosedyren ved å legge til 3D anatomiske detaljer konvensjonelle XR fluoroscopy bildet, spesielt under distribusjon av cerebral beskyttelse enheten. De ekstra oppkjøp av aortograms brukes for co-registrering kreves imidlertid ekstra CA og XR dose. Derfor var en optimalisert arbeidsflyt gir nøyaktig hvis uten behov for noen ekstra aortograms svært ønskelig.
Her presenterer vi en tilnærming til forbedret co-registrering av pre intervensjonsradiologi CTA med sanntid XR uten noen ekstra CA eller C-arm CT skanner for hvis. Femoral tilgang TAVI utføres som beskrevet andre steder9,10,11. Kort, både femoral arterier hentes: én for veiledning av de kontralateral punktering, etterfulgt av plasseringen av et pigtail kateter gjennom en 6F skjede tillate arteriography under plassering av protesen ventil; andre for plassering av ventilen leveringssystem og påfølgende ballong valvuloplasty og enheten plassering. Angiographic bekreftelse av aktuelle punktering utføres i våre institusjon som standard omsorg for lokalisering punktering høyde (over femur bifurkasjonen) og beregning av plasseringen av den dekket stent ved tilgang-relaterte komplikasjoner12. For å fange embolic rusk, er en dobbel-hjerne beskyttelse systemet innført etter innsetting av TAVI levering skjede før passering av aortabuen med ytterligere enheter.
Vi bruker arteriograms utføres rutinemessig under punktering av femoral arteriene for å etablere den første co-registreringen. On-the-fly avgrensningen av co-registrering utføres senere under pågående prosedyren bruker plasseringen av pigtail kateter i aorta roten, dobbel-filter cerebral embolic beskyttelse systemet i supraaortal fartøyer og aortograms utføres før implantasjon av ventilen protesen, sikrer nøyaktig modell overlegg på noe tidspunkt i løpet av intervensjonen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hovedfokus i denne studien var å undersøke muligheten for hvis uten å endre klinisk etablerte TAVI arbeidsflyten. Mens gullstandarden for co-registrering pre intervensjonsradiologi CTA dataene og XR fluoroscopy bruker dedikert aortograms8, foreslår vi bruke flere omtrentlig registreringer med on-the-fly forbedringer for å gi nøyaktig 3D modell overlegg i hele løpet av intervensjonen.
Kontinuerlig manuell registrering avgrensningen krever mer utdannet personalet h…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne vil gjerne takke Ulm University Center for translasjonsforskning Imaging MoMAN for støtte.
Materials
| Philips Allura FD10 | Philips Healthcare | x-ray system | |
| EP Navigator Release 5.2.10 | Philips Healthcare | image segmentation and fusion SW | |
| Iomeron 350 | Bracco Imaging Deutschland GmbH | x-ray contrast agent | |
| Sentinel double-filter cerebral protection system | Claret Medical, Inc. | double-filter cerebral protection system | |
| Matlab R2013 | MathWorks | statistical analysis |
Referências
- Sánchez, Y., et al. Navigational Guidance and Ablation Planning Tools for Interventional Radiology. Current Problems in Diagnostic Radiology. 32 (2), 225-233 (2017).
- Schwein, A., et al. Feasibility of three-dimensional magnetic resonance angiography-fluoroscopy image fusion technique in guiding complex endovascular aortic procedures in patients with renal insufficiency. Journal of Vascular Surgery. 65 (5), 1440-1452 (2017).
- Ierardi, A. M., et al. Fusion of CT Angiography or MR Angiography with Unenhanced CBCT and Fluoroscopy Guidance in Endovascular Treatments of Aorto-Iliac Steno-Occlusion: Technical Note on a Preliminary Experience. CardioVascular and Interventional Radiology. 39 (1), 111-116 (2015).
- Sailer, A. M., et al. CTA with Fluoroscopy Image Fusion Guidance in Endovascular Complex Aortic Aneurysm Repair. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 47 (4), 349-356 (2014).
- McNally, M. M., et al. Three Dimensional Fusion CT Decreases Radiation Exposure, Procedure Time and Contrast Use during Fenestrated Endovascular Aortic Repair. Journal of Vascular Surgery. 61 (2), 309-316 (2015).
- Krishnaswamy, A., Tuzcu, E. M., Kapadia, S. R. Integration of MDCT and fluoroscopy using C-arm computed tomography to guide structural cardiac interventions in the cardiac catheterization laboratory. Catheterization and Cardiovascular Interventions. 85 (1), 139-147 (2015).
- Movassaghi, B., Rasche, V., Grass, M., Viergever, M. A., Niessen, W. J. A quantitative analysis of 3-D coronary modeling from two or more projection images. IEEE Transactions on Medical Imaging. 23 (12), 1517-1531 (2004).
- Vernikouskaya, I., et al. Image-guidance for transcatheter aortic valve implantation (TAVI) and cerebral embolic protection. International Journal of Cardiology. 249, 90-95 (2017).
- Ramlawi, B., Anaya-Ayala, J. E., Reardon, M. J. Transcatheter Aortic Valve Replacement (TAVR): Access Planning and Strategies. Methodist DeBakey Cardiovascular Journal. 8 (2), 22-25 (2012).
- Wöhrle, J., et al. Transfemoral Aortic Valve Implantation with the New Edwards Sapien 3 Valve for Treatment of Severe Aortic Stenosis-Impact of Valve Size in a Single Center Experience. PLOS ONE. 11 (3), e0151247 (2016).
- Seeger, J., Gonska, B., Otto, M., Rottbauer, W., Wöhrle, J. Cerebral Embolic Protection During Transcatheter Aortic Valve Replacement Significantly Reduces Death and Stroke Compared With Unprotected Procedures. JACC: Cardiovascular Interventions. 10 (22), 2297-2303 (2017).
- Seeger, J., Gonska, B., Rodewald, C., Rottbauer, W., Wöhrle, J. Impact of suture mediated femoral access site closure with the Prostar XL compared to the ProGlide system on outcome in transfemoral aortic valve implantation. International Journal of Cardiology. 223, 564-567 (2016).
- Vernikouskaya, I., et al. Patient-specific registration of 3D CT angiography (CTA) with X-ray fluoroscopy for image fusion during transcatheter aortic valve implantation (TAVI) increases performance of the procedure. Clinical Research in Cardiology. , (2018).
- Eng, M. H., Kim, M. S. Fluoroscopy and CT fusion overlay-greater than the sum of their parts. Catheterization and Cardiovascular Interventions. 85 (1), 148-149 (2015).
- John, M., et al. System to guide transcatheter aortic valve implantations based on interventional C-arm CT imaging. Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention. 13 (Pt 1), 375-382 (2010).
- Lu, Y., Sun, Y., Liao, R., Ong, S. H. A pre-operative CT and non-contrast-enhanced C-arm CT registration framework for trans-catheter aortic valve implantation. Computerized Medical Imaging and Graphics. 38 (8), 683-695 (2014).
