경피적 폐 밸브 교체를 위한 4차원 컴퓨터 단층 촬영 유도 밸브 사이징
Summary
이 연구는 경피적 폐 판막 교체의 적용에서 밸브 크기 조정에 대한 원하는 측정을 얻기 위해 네 차원 심장 컴퓨터 단층 촬영 시퀀스에서 생성 된 직선화 된 모델을 사용하여 새로운 방법론을 평가했습니다.
Abstract
경피적 폐판막 치환(TPVR)을 위한 최적의 보철물 크기를 선택하기 위한 우심실(RV) 및 폐동맥(PA)의 측정은 상당히 다양하다. 장치 크기 예측을 위한 3차원(3D) 컴퓨터 단층촬영(CT) 영상은 우심실 유출관(RVOT) 및 PA의 변위를 평가하기에 불충분하며, 이는 스텐트 잘못 배치 및 paravalvular 누출의 위험을 증가시킬 수 있다. 이 연구의 목적은 필요한 판막 크기의 정확한 정량 평가를 얻기 위해 4차원(4D) 심장 CT 재구성에 의해 전체 심장 주기에 걸쳐 PA에 대한 RVOT의 해부학을 시각화하고 정량화하는 동적 모델을 제공하는 것이다. 이 파일럿 연구에서, 양 J의 심장 CT는 절차를 설명하기 위해 선택되었습니다. 3D 심장 CT는 심장의 변형을 시각화하기 위해 심장 사이클에 걸쳐 열한 프레임으로 나뉘어진 4D 시퀀스를 구축하기 위해 3D 재구성 소프트웨어로 가져 왔습니다. 주 PA, 시노관형 접합부, 부비동, 폐 밸브(BPV)의 기저면, 및 RVOT에서의 다섯 개의 이미징 평면의 직경, 단면적 및 둘레를 밸브 이식 전에 4D 직선화된 모델에서 각 프레임에서 측정하여 밸브 크기를 예측하였다. 한편, RV 부피의 동적 변화는 또한 우심실 토출 분율 (RVEF)을 평가하기 위해 측정되었다. 디아스톨의 끝에서 3D 측정은 4D 측정과의 비교를 위해 얻어졌다. 양 J에서 직선화 된 모델의 4D CT 측정은 TPVR (30mm)의 밸브 크기를 3D 측정과 동일하게 선택했습니다. CT 이전의 양 J의 RVEF는 62.1 %였다. 3D CT와 달리 직선화된 4D 재구성 모델은 TPVR의 밸브 크기 선택을 위한 정확한 예측을 가능하게 했을 뿐만 아니라 이상적인 가상 현실을 제공하여 TPVR과 TPVR 장치의 혁신을 위한 유망한 방법을 제시했습니다.
Introduction
우심실 유출관 (RVOT)의 기능 장애와 폐 판막 이상은 심각한 선천성 심장 질환의 가장 빈번한 결과 중 두 가지입니다 (예 : 팔롯 수리 사면술 (TOF), 특정 유형의 이중 출구 우심실 (DORV) 및 대동맥의 전이1,2,3 . 이 환자의 대다수는 평생 동안 여러 가지 수술에 직면하고 나이가 들어감에 따라 복잡성과 합병증의 위험이 증가합니다. 이러한 환자들은 최소 침습적 치료로서 경피적 폐판막 치환술(TPVR)로부터 이익을 얻을 수 있다4. 현재까지 TPVR을 겪고있는 환자 수가 꾸준히 증가해 왔으며 전 세계적으로 수천 건의 절차가 수행되었습니다. 전통적인 개방 심장 수술과 비교할 때, TPVR은 우심실 (RV)에서 폐동맥 (PA)으로의 이종 이식편 또는 동종 이식편의보다 정확한 해부학 적 측정뿐만 아니라 개입 전에 컴퓨터 단층 촬영 혈관 조영술 (CTA)에 의한 경환형 패치를 통한 폐 및 RVOT 협착증의 복구와 환자가 스텐트 골절 및 부정맥 누출 (PVL)5로부터 자유로울 수 있도록, 6.
장래의 다중 센터 연구에 따르면 다중 검출기 CT 환형 크기 조정 알고리즘이 적절한 밸브 크기를 선택하는 데 중요한 역할을했으며, 이는 paravalvular 역류의 정도를 감소시킬 수 있습니다7. 최근 몇 년 동안, 정량적 분석은 임상 의학에 점점 더 많이 적용되고 있다. 정량적 분석은 임상 영상에 대한 객관적이고 정확한 해석을 가능하게 하고 환자가 스텐트 골절 및 부정맥 누출이 없는지 확인할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있으며, 이는 환자별 치료 및 치료 반응 평가를 향상시킬 수 있습니다. 이전의 임상 실습에서는 시각화 모델을 얻기 위해 2차원(2D) CT로 세 개의 평면(시그널, 코로나 및 축방향)에서 CT 이미징을 재구성하는 것이 가능했습니다8. 콘트라스트 강화 심전도(ECG)-게이티드 CT는 RVOT/PA 3D 형태학 및 기능의 평가뿐만 아니라 심장 주기 전반에 걸쳐 TPVR 안정성을 유지할 수 있는 적합한 RVOT 이식 부위를 가진 환자의 식별에서 더욱 중요해졌다9,10.
그러나 현대 표준 임상 및 전임상 설정에서 획득 한 4D CT 데이터는 일반적으로 수동 정량화 및 시각적 평가를 위해 3D 평면으로 변환되어 3D / 4D 동적 정보를 표시 할 수 없습니다11. 또한, 3D 정보를 사용하더라도 MPR(다중 평면 재구성)에서 얻은 측정은 시각화 품질 저하 및 오른쪽 심장의 혈류 방향이 다르기 때문에 동적 변형이 부족한 등 다양한 한계를 가지고 있습니다12. 측정은 수집에 시간이 많이 걸리고 실수가 발생하기 쉽기 때문에 2D 정렬 및 단면화가 부정확하여 오해와 확장이 발생할 수 있습니다. 현재, RVOT-PA의 측정이 기능 장애 RVOT 및/또는 폐판막 질환을 앓고 있는 환자에서 TPVR에 대한 적응증 및 밸브 크기 조정에 대한 정확한 정보를 확실하게 제공할 수 있는지에 대한 합의는 없다.
본 연구에서, 4D 심장 CT 시퀀스를 통해 곧게 펴진 우심 모델을 사용하여 RVOT-PA를 측정하는 방법이 제공되어 심장 주기 전반에 걸쳐 RVOT-PA의 3D 변형을 가장 잘 특성화하는 방법을 결정한다. 시공간-시간적 상관영상은 시간적 차원을 포함함으로써 완성되었고, 따라서, RVOT-PA 크기의 변화를 측정할 수 있었다. 또한 직선화 된 모델의 변형은 TPVR 밸브 크기 조정 및 절차 계획에 긍정적 인 영향을 줄 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
현재까지, 이것은 TPVR에 대한 최적의 밸브 크기를 예측하기 위해 적용될 수 있는 4D CT 시퀀스로부터 생성된 직선화된 심장 모델을 이용한 RVOT-PA의 형태학 및 동적 파라미터의 환자 특이적 측정을 예시하는 최초의 연구이다. 이 방법론은 양 J Pre-CT 이미징을 사용하여 심장 사이클의 10 % 재구성마다 다섯 개의 평면에서 RVOT에서 폐 트렁크로의 동적 변형, 우심실 부피, 우심실 기능 및 RVOT / PA 변화의 크…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Xiaolin Sun과 Yimeng Hao는이 원고에 동등하게 기여했으며 첫 번째 저자를 공유합니다. 이 사업에 기여한 모든 사람들, 과거와 현재의 회원들에게 진심 어린 감사가 전해집니다. 이 작업은 독일 연방 경제 에너지부, EXIST – Transfer of Research (03EFIBE103)의 보조금으로 지원되었습니다. Xiaolin Sun과 Yimeng Hao는 China Scholarship Council (Xiaolin Sun- CSC : 201908080063, Yimeng Hao-CSC : 202008450028)의 지원을 받습니다.
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 |
References
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