Registratie van 3D CT angiografie met X-ray fluoroscopie verbeterd voor afbeelding Fusion tijdens Transcatheter aortaklep implantatie
Summary
Het doel van deze studie was om de co registratie voor afbeelding fusion (IF) voor vooraf Interventionele CT data met real-time x-ray (XR) fluoroscopie tijdens transfemoral transcatheter aortaklep implantatie (TAVI).
Abstract
De fusie van 3D anatomische modellen afgeleid van HiFi-vooraf Interventionele computertomografie angiografie (CTA), en x-ray (XR) fluoroscopie ter vergemakkelijking van de anatomische begeleiding is van enorm belang voor complexe cardiale interventies als TAVI procedures met cerebrale bescherming. Co registratie van CTA en XR is ofwel gebaseerd op extra intraoperatieve non- / contrast-enhanced kegel-beam berekend tomography (CBCT) of twee aparte aortograms ingevoerd. Met de daarmee verband houdende verhoging van de stralingsdosis blootstelling en/of contrast agent (CA), is een extra risico voor de patiënt ingevoerd. Hier stellen wij een gemodificeerde co registratie aanpak maken gebruik van arteriograms van de iliofemoral slagaders, routinematig uitgevoerd tijdens de femorale punctie en de invoering van de schede. On-the-fly verfijning van de co registratie tijdens de lopende procedure maakt nauwkeurige co registratie zonder enige extra angiograms, waardoor de CA, XR dosis en procedure tijd, terwijl het gelijktijdig verbeteren van exploitant vertrouwen en procedure veiligheid.
Introduction
Afbeelding fusion (IF) is het proces van datasets verworven op de verschillende tijd- en standpunten over verschillende modaliteiten in een single-frame voor referentie1boven elkaar plaatsen. XR is de meest gebruikte beeldvormende modaliteit voor de oriëntatie van de interventie. Hoewel, het verstrekken van hoge temporele en ruimtelijke resolutie, XR heeft lage dimensionaliteit (2D uitstekende delen) en mist anatomische details. 3D orgel vorm modellen afgeleid van bijvoorbeeld kwalitatief hoogwaardige vooraf Interventionele CTA gegevens bovenop op de levende fluoroscopie beeld kunnen XR uitbreiden door relevante anatomische structuren van de soft-weefsel. Vereiste stap als is de co registratie van de verschillende beeldvormende modaliteiten.
Typisch, co registratie van preoperatieve 3D beeld datasets met XR fluoroscopie heeft betrekking op een van de volgende technieken2: een) beeld-gebaseerde 3D-3D registratie van de preoperatieve 3D dataset met een intraoperatieve non- / contrast-enhanced CBCT Dataset3,4,5,6, of b) directe beeld-gebaseerde 2D-3D registratie, waar twee angiographic afbeeldingen met een minimum van 30 ° hoekige afstand7,8 worden gebruikt voor Co registratie.
Met de recente introductie van fusion pakketten op commerciële XR systemen, als kan worden gemakkelijker beschikbaar gesteld voor een brede waaier van toepassingen. Met behulp van deze systemen, hebben wij eerder getoond dat het is technisch haalbaar en veilig om overlay een aorta wortel-model door middel van directe beeld-gebaseerde 2D-3D-registratie voor de ondersteuning van transfemoral transcatheter aortaklep implantatie (TAVI)8. Zonder afbreuk te doen aan de algehele CA of XR dosis, als bewezen zeer waardevolle tijdens TAVI procedure door het toevoegen van 3D anatomische details aan het conventionele XR fluoroscopie beeld, vooral tijdens de implementatie van de cerebrale veiligheidsvoorziening. De bijkomende verwerving van de aortograms gebruikt voor de co registratie vereist echter extra CA en XR dosis. Een geoptimaliseerde workflow bieden nauwkeurige als zonder de behoefte aan een extra aortograms was dus zeer wenselijk.
Hier presenteren we een aanpak van verbeterde samenwerking registratie van vooraf Interventionele CTA met real-time XR zonder enige extra CA of C-arm CT scans voor als. De femur toegang die TAVI wordt uitgevoerd als beschreven elders9,10,11. Kort, beide femorale slagaders worden benaderd: een voor de begeleiding van de contralaterale punctie, gevolgd door de plaatsing van een katheter draadantenne via een 6F omhulsel dat arteriografie tijdens plaatsing van de klep prothese; de tweede voor de plaatsing van de klep uitvoeringssysteem en de daaropvolgende ballon valvuloplasty en apparaat plaatsing. Angiographic bevestiging van passende punctie wordt uitgevoerd in onze instelling als een standaard van zorg voor de lokalisatie van de lekke band hoogte (boven de femorale bifurcatie) en de schatting van de positie van de overdekte stent in het geval van de toegang-gerelateerde complicaties12. Voor het vastleggen van embolisch puin, is een dubbel-filter cerebrale beschermingssysteem geïntroduceerd na inbrengen van de schede TAVI levering vóór het verstrijken van de aortaboog met ieder apparaat dat verdere.
We gebruiken arteriograms routinematig tijdens het aanprikken van de aders van de femorale uitgevoerd om de oorspronkelijke co registratie. On-the-fly verfijning van de co registratie wordt vervolgens uitgevoerd tijdens de lopende procedure met behulp van de positie van de FM-katheter binnen de aorta root, de dubbel-filter cerebrale embolisch beschermingssysteem in de supraaortal-schepen en de aortograms uitgevoerd voordat de inplanting van de klep prothese, waardoor nauwkeurige model overlay op elk tijdstip tijdens de interventie.
Protocol
Representative Results
Discussion
De belangrijkste focus van deze studie was om te onderzoeken van de haalbaarheid van als zonder het wijzigen van de klinisch gevestigde TAVI workflow. Overwegende dat de gouden standaard voor de co registratie vooraf Interventionele CTA gegevens en XR fluoroscopie maakt gebruik van speciale aortograms8, stellen wij met behulp van meerdere geschatte registraties met on-the-fly verfijningen om nauwkeurige 3D-model overlay tijdens de gehele loop van de interventie.
De verf…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs wil de Ulm universitair centrum voor translationeel Imaging MoMAN bedanken voor zijn steun.
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).
