Magnetisch-Assisted Remote Controlled microkatheter Tip Doorbuiging onder Magnetic Resonance Imaging

Summary

Wordt toegepast op een endovasculaire microkatheter met microcoil tip door laser draaibank lithografie kan bereiken bestuurbare doorbuiging onder magnetische resonantie (MR) leiding die snelheid en efficiëntie van navigatie van bloedvaten kan verbeteren tijdens verschillende endovasculaire procedures.

Abstract

X-ray fluoroscopie-geleide endovasculaire procedures hebben een aantal belangrijke beperkingen, met inbegrip van moeilijk katheter navigatie en gebruik van ioniserende straling, die mogelijk kunnen worden overwonnen met behulp van een magnetisch bestuurbare katheter onder MR begeleiding.

Het belangrijkste doel van dit werk is het ontwikkelen van een microkatheter waarvan tip kan op afstand worden bediend met behulp van het magnetisch veld van de MR-scanner. Dit protocol heeft tot doel de procedures voor de toepassing stroom naar de microcoil-tipped microkatheter om consistente en controleerbare doorbuiging te produceren.

Een microcoil werd vervaardigd met behulp van laser-draaibank lithografie op een polyimide-tipped endovasculaire katheter. In vitro testen werden uitgevoerd in een waterbad en schip fantoom onder begeleiding van een 1.5-T MR-systeem met behulp van de steady-state free precessie (SSFP) sequencing. Verschillende hoeveelheden stroom werden toegepast op de spoelen van de microkatheter te produceren measureable tip doorbuigingen en navigeren in vasculaire fantomen.

De ontwikkeling van dit apparaat biedt een platform voor toekomstige testen en kansen voor de endovasculaire interventie-MRI-omgeving revolutie.

Introduction

Endovasculaire procedures uitgevoerd in interventionele geneeskunde gebruikt x-ray begeleiding als een instrument voor catheter navigatie door vaatstelsel aan een aantal belangrijke ziekten, zoals hersenbloeding, ischemische beroerte, solide tumoren, atherosclerose en cardiale aritmieën gericht op meer dan een miljoen patiënten per jaar wereldwijd ^een te behandelen ^{– 5.} Met het gebruik van contrastmiddelen, wordt navigatie door de vasculatuur bereikt door handmatige rotatie van de katheter en mechanische opbouw door de interventionistische hand ^6. Echter navigatie door kronkelige kleine bloedvaten rond bochten veel vasculaire steeds moeilijker en verlengt de tijd voor het bereiken van de doelplaats. Dit vormt een probleem voor tijdgebonden procedures zoals het verwijderen van een klonter in een afgesloten bloedvat. Bovendien, langdurige procedures verhoging van de stralingsdosis en potentieel voor bijwerkingen ^7-11. Echter endovasculaire ingrepen onder magnetic resonance imaging kan dan uitkomst bieden.

De sterke homogene magneetveld van een MRI scanner kan zijn van katheterpunt navigatie door de afstandsbediening ^12,13. Wordt toegepast op een microcoil gelegen op een katheterpunt induceert een klein magnetisch moment, dat een koppel ervaart is uitgelijnd met de boring van de MRI scanner ¹³ (figuur 1). Als stroom wordt geactiveerd in een afzonderlijke spoel, kan de kathetertip worden afgebogen in een vlak op afstand. Indien drie spoelen bij een katheterpunt worden bekrachtigd, kan katheterpunt doorbuiging bereikt in driedimensionale. Zo magnetisch vergemakkelijkt besturing van een catheter heeft de potentie om de snelheid en effectiviteit van vasculaire navigatie in endovasculaire procedures, die afbreuk kunnen doen procedure tijden en verbeteren patiëntenoutcomes verhogen. In deze studie hebben we onderzocht of wordt toegepast op een microcoil-tip endovasculaire katheter betrouwbare en gecontroleerde deflections onder MR-begeleiding als voorbereidende tests van katheternavigatie studies.

Protocol

1. Microcoil Fabrication Zorg voor een in de handel verkrijgbare microkatheter (bijv. 2.3F Rapid Transit Cordis Neurovasculaire Catheter, Raynham, MA) voor een substraat. Zorg ervoor dat katheters hebben geen ferro-componenten, worden beschouwd als MR-veilig, en variëren in grootte 2,3-3.0 F. Spatten titanium hechtlaag gevolgd door een koperen kiemlaag tot 1 à 2 mm OD isolatiebuis. Mogelijke materialen zijn onder meer polyimide of alumina (ORtech Advanced Ceramics, Sacramento, C…

Representative Results

Van de hierboven beschreven protocol, een afbuighoek tussen 0 en 90 graden worden waargenomen bij toepassing van 50-300 mA stroom gelijktijdig geleverd aan beide spoelen van een gecombineerde spoel en Helmholtz spoel microkatheter (figuur 2E). Een toename van aangelegde stroom moeten leiden tot een toename van microkatheter afbuighoek, terwijl een omkering van polariteit stroom moet in deflectie resulteren in de tegenovergestelde richting als waargenomen met positieve stroom (figuren 5A-5C).</st…

Discussion

Hier beschrijven we het protocol voor afbuiging van een microkatheter in een MR-scanner. De belangrijkste parameters voor succes zijn nauwkeurige toepassing van de huidige en de meting van afbuighoek. Onnauwkeurige meting van afbuighoek is de meest waarschijnlijke fout is opgetreden in dit protocol. De hoeken opgenomen in MR beelden in het waterbad experiment verschillen van de werkelijke waarden door kleine verschillen in de oriëntatie die het medium wordt gepositioneerd ten opzichte van de boring van de magneet. Om d…

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