Dimensionamento della valvola guidata da tomografia computerizzata quadridimensionale per la sostituzione della valvola polmonare transcatetere
Summary
Questo studio ha valutato una nuova metodologia con un modello raddrizzato generato dalla sequenza di tomografia computerizzata cardiaca quadridimensionale per ottenere le misurazioni desiderate per il dimensionamento della valvola nell’applicazione della sostituzione della valvola polmonare transcatetere.
Abstract
Le misurazioni del ventricolo destro (RV) e dell’arteria polmonare (PA), per la selezione della dimensione ottimale della protesi per la sostituzione della valvola polmonare transcatetere (TPVR), variano considerevolmente. L’imaging tridimensionale (3D) della tomografia computerizzata (CT) per la previsione delle dimensioni del dispositivo è insufficiente per valutare lo spostamento del tratto di deflusso ventricolare destro (RVOT) e PA, che potrebbe aumentare il rischio di spostamento dello stent e perdita paravalvolare. Lo scopo di questo studio è quello di fornire un modello dinamico per visualizzare e quantificare l’anatomia del RVOT in PA durante l’intero ciclo cardiaco mediante ricostruzione TC cardiaca quadridimensionale (4D) per ottenere un’accurata valutazione quantitativa della dimensione della valvola richiesta. In questo studio pilota, la TC cardiaca delle pecore J è stata scelta per illustrare le procedure. La TC cardiaca 3D è stata importata nel software di ricostruzione 3D per costruire una sequenza 4D che è stata divisa in undici fotogrammi durante il ciclo cardiaco per visualizzare la deformazione del cuore. Il diametro, l’area della sezione trasversale e la circonferenza di cinque piani di imaging presso il PA principale, la giunzione sinotubulare, il seno, il piano basale della valvola polmonare (BPV) e rVOT sono stati misurati in ciascun fotogramma in modelli raddrizzati 4D prima dell’impianto della valvola per prevedere le dimensioni della valvola. Nel frattempo, sono stati misurati anche i cambiamenti dinamici nel volume del camper per valutare la frazione di eiezione ventricolare destra (RVEF). Le misurazioni 3D alla fine della diastole sono state ottenute per il confronto con le misurazioni 4D. Nelle pecore J, le misurazioni TC 4D del modello raddrizzato hanno portato alla stessa scelta delle dimensioni della valvola per TPVR (30 mm) delle misurazioni 3D. Il RVEF degli ovini J da pre-CT era del 62,1 %. A differenza del CT 3D, il modello di ricostruzione 4D raddrizzato non solo ha consentito una previsione accurata per la selezione delle dimensioni della valvola per TPVR, ma ha anche fornito una realtà virtuale ideale, presentando così un metodo promettente per TPVR e l’innovazione dei dispositivi TPVR.
Introduction
La disfunzione del tratto di efflusso ventricolare destro (RVOT) e le anomalie della valvola polmonare sono due delle conseguenze più frequenti della cardiopatia congenita grave, ad esempio pazienti con tetralogia riparata di Fallot (TOF), alcuni tipi di ventricolo destro a doppia uscita (DORV) e trasposizione delle grandi arterie1,2,3 . La maggior parte di questi pazienti affronta più operazioni per tutta la vita e, insieme all’avanzare dell’età, aumentano i rischi di complessità e comorbilità. Questi pazienti possono trarre beneficio dalla sostituzione transcatetere della valvola polmonare (TPVR) come trattamento minimamente invasivo4. Ad oggi, c’è stata una crescita costante del numero di pazienti sottoposti a TPVR e diverse migliaia di queste procedure sono state eseguite in tutto il mondo. Rispetto alla tradizionale chirurgia a cuore aperto, la TPVR richiede una misurazione anatomica più accurata dello xenotrapianto o dell’omoinnesto dal ventricolo destro (RV) all’arteria polmonare (PA), nonché la riparazione della stenosi polmonare e RVOT tramite cerotto transannulare, mediante angiografia tomografica computerizzata (CTA) prima dell’intervento e per garantire che i pazienti siano esenti da frattura dello stent e perdita paravalvolare (PVL)5, 6.
Uno studio prospettico multicentrico ha dimostrato che un algoritmo di dimensionamento anulare CT multirivelatore ha svolto un ruolo importante nella selezione della dimensione della valvola appropriata, che potrebbe ridurre il grado di rigurgito paravalvolare7. Negli ultimi anni, l’analisi quantitativa è stata sempre più applicata in medicina clinica. L’analisi quantitativa ha un enorme potenziale per consentire un’interpretazione obiettiva e corretta dell’imaging clinico e per verificare che i pazienti siano privi di fratture dello stent e perdite paravalvolari, che possono migliorare la terapia specifica del paziente e la valutazione della risposta al trattamento. Nella precedente pratica clinica, era possibile ricostruire l’imaging TC da tre piani (sagittale, coronale e assiale) con TC bidimensionale (2D) per ottenere un modello di visualizzazione8. La TC con elettrocardiogramma con contrasto migliorato (ECG) è diventata più importante nella valutazione della morfologia e della funzione di RVOT/PA 3D, nonché nell’identificazione di pazienti con un sito di impianto RVOT adatto in grado di mantenere la stabilità del TPVR durante tutto il ciclo cardiaco9,10.
Tuttavia, nelle impostazioni cliniche e precliniche standard contemporanee, i dati TC 4D acquisiti vengono solitamente tradotti in piani 3D per la quantificazione manuale e la valutazione visiva che non possono mostrare informazioni dinamiche 3D / 4D11. Inoltre, anche con informazioni 3D, le misurazioni ottenute dalla ricostruzione multiplanare (MPR) presentano varie limitazioni, come la scarsa qualità della visualizzazione e la mancanza di deformazione dinamica dovuta alle diverse direzioni del flusso sanguigno nel cuore destro12. Le misurazioni richiedono molto tempo per la raccolta e sono soggette a errori, poiché l’allineamento e il sezionamento 2D possono essere imprecisi, con conseguente interpretazione errata e distensibilità. Attualmente, non esiste consenso su quale misurazione di RVOT-PA possa fornire in modo affidabile informazioni accurate sulle indicazioni e sul dimensionamento valvolare per TPVR in pazienti con RVOT disfunzionale e/o malattia della valvola polmonare.
In questo studio, viene fornito il metodo per misurare RVOT-PA utilizzando un modello di cuore destro raddrizzato tramite una sequenza TC cardiaca 4D per determinare il modo migliore per caratterizzare le deformazioni 3D di RVOT-PA durante tutto il ciclo cardiaco. L’imaging di correlazione spazio-temporale è stato completato includendo la dimensione temporale e, quindi, è stato in grado di misurare le variazioni della magnitudine RVOT-PA. Inoltre, la deformazione dei modelli raddrizzati potrebbe avere un impatto positivo sul dimensionamento della valvola TPVR e sulla pianificazione procedurale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ad oggi, questo è il primo studio a illustrare una misurazione specifica per il paziente della morfologia e dei parametri dinamici di RVOT-PA con un modello cardiaco raddrizzato generato da una sequenza TC 4D, che può essere applicato per prevedere la dimensione ottimale della valvola per TPVR. Questa metodologia è stata illustrata utilizzando l’imaging pre-TC J di pecora per ottenere le deformazioni dinamiche, i volumi ventricolari destri, la funzione ventricolare destra e l’entità del cambiamento RVOT / PA dal RVOT…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Xiaolin Sun e Yimeng Hao hanno contribuito ugualmente a questo manoscritto e condividono la prima paternità. Un sincero apprezzamento si estende a tutti coloro che hanno contribuito a questo lavoro, sia i membri passati che quelli presenti. Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del Ministero federale tedesco per gli affari economici e l’energia, EXIST – Transfer of Research (03EFIBE103). Xiaolin Sun e Yimeng Hao sono supportati dal China Scholarship Council (Xiaolin Sun- CSC: 201908080063, Yimeng Hao-CSC: 202008450028).
Materials
| Adobe Illustrator | Adobe | Adobe Illustrator 2021 | Graphics software |
| Butorphanol | Richter Pharma AG | Vnr531943 | 0.4mg/kg |
| Fentanyl | Janssen-Cilag Pharma GmbH | DE/H/1047/001-002 | 0.01mg/kg |
| Glycopyrroniumbromid | Accord Healthcare B.V | PZN11649123 | 0.011mg/kg |
| GraphPad Prism | GraphPad Software Inc. | Version 9.0 | Versatile statistics software |
| Imeron 400 MCT | Bracco Imaging | PZN00229978 | 2.0–2.5 ml/kg |
| Ketamine | Actavis Group PTC EHF | ART.-Nr. 799-762 | 2–5 mg/kg/h |
| Midazolam | Hameln pharma plus GMBH | MIDAZ50100 | 0.4mg/kg |
| Multislice Somatom Definition Flash | Siemens AG | A91CT-01892-03C2-7600 | Cardiac CT Scanner |
| Propofol | B. Braun Melsungen AG | PZN 11164495 | 20mg/ml, 1–2.5 mg/kg |
| Propofol | B. Braun Melsungen AG | PZN 11164443 | 10mg/ml, 2.5–8.0 mg/kg/h |
| Safety IV Catheter with Injection port | B. Braun Melsungen AG | LOT: 20D03G8346 | 18 G Catheter with Injection port |
| 3D Slicer | Slicer | Slicer 4.13.0-2021-08-13 | Software: 3D Slicer image computing platform |
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