Τρισδιάστατη ανακατασκευή των στεφανιαίων αρτηριών με τη χρήση ενδοστεφανιαίου ηχογραφήματος (IVUS) και στεφανιογραφίας:
Creators: name: Χατζηζήσης, Ιωάννης Σοφοκλή
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Τρισδιάστατος
Στεφανιαίες αρτηρίες
Ενδοστεφανιαίο υπερηχογράφημα
Στεφανιογραφία
Αθηροσκλήρωση
Three dimensional
Coronary arteries
Intravascular ultrasound
Angiography
Atherosclerosis

description: Σκοπός: Η στεφανιογραφία επιτρέπει την εκτίμηση σημαντικών βλαβών, αλλά έχει περιορισμένη διαγνωστική αξία σε αρχόμενες βλάβες. Η τρισδιάστατη ανασύνθεση των στεφανιαίων αρτηριών του ανθρώπου με τη χρήση μόνο του ενδοστεφανιαίου υπερηχογραφήματος (IVUS) έχει το μειονέκτημα ότι δεν παρέχει πληροφορίες σχετικά με την πραγματική γεωμετρία του αγγείου. Για το λόγο αυτό αναπτύχθηκε μια νέα τεχνική, το τρισδιάστατο IVUS (3D IVUS), το οποίο στηρίζεται στη σύνθεση των δεδομένων της στεφανιογραφίας με το IVUS.Μέθοδοι – Αποτελέσματα: O καθετήρας IVUS εισάγεται εντός της στεφανιαίας αρτηρίας και, πριν από την έναρξη της απόσυρσης, πραγματοποιείται στεφανιογραφία σε δύο κάθετες προβολές. Η στεφανιογραφία μαζί με το ηλεκτροκαρδιογράφημα αποθηκεύεται σε ψηφιακή μορφή DICOM. Από κάθε προβολή επιλέγεται ένα τελοδιαστολικό καρέ, στο οποίο με κατάλληλη επεξεργασία εικόνας γίνεται εξαγωγή της τροχιάς του καθετήρα IVUS. Από τις δύο δισδιάστατες τροχιές προκύπτει η πραγματική τρισδιάστατη τροχιά του καθετήρα IVUS, που αποτελεί τη «σπονδυλική στήλη», επάνω στην οποία θα τοποθετηθούν οι τομές IVUS. Το IVUS πραγματοποιείται με καθετήρα 40 MHz, διαμέτρου 3F , ο οποίος κινείται μέσα σε θήκη με σταθερή ταχύτητα 0.5 mm/sec. Η απόσυρση του καθετήρα IVUS μαζί με το ηλεκτροκαρδιογράφημα καταγράφονται σε S-VHS βιντεοκασέτα, η οποία ψηφιοποιείται με ειδική συσκευή. Από το σύνολο των υπερηχογραφικών τομών επιλέγονται οι τελοδιαστολικές. Σε κάθε τομή ανιχνεύεται το έσω περίγραμμα, που αντιστοιχεί στο όριο αυλού-έσω χιτώνα, και το έξω περίγραμμα, που αντιστοιχεί στο όριο μέσου-έξω χιτώνα. Κατόπιν προσδιορίζεται η ακριβής θέση των περιγραμμάτων της κάθε τομής στην πραγματική τρισδιάστατη τροχιά του καθετήρα IVUS. Με κατάλληλη υπολογιστική τεχνική από τα έσω περιγράμματα δημιουργείται ο αυλός και από τα έξω περιγράμματα το τοίχωμα. Το τρισδιάστατο μοντέλο που προκύπτει επιτρέπει την πραγματοποίηση μορφομετρικών μετρήσεων τόσο του αυλού, όσο και του τοιχώματος της στεφανιαίας αρτηρίας, εκτίμηση της πραγματικής γεωμετρίας του αγγείου και προσομοίωση της ενδοστεφανιαίας ροής με ειδικό πρόγραμμα υπολογιστικής μηχανικής των ρευστών.Συμπέρασμα: Με το 3D IVUS μπορεί να πραγματοποιηθεί in vivo και με ακρίβεια η τρισδιάστατη ανασύνθεση της πραγματικής γεωμετρίας των στεφανιαίων αρτηριών. Αυτό επιτρέπει την μελέτη τόσο του αυλού, όσο και του τοιχώματος της στεφανιαίας αρτηρίας σε συνθήκες εικονικής πραγματικότητας.
description: Background: Coronary angiography allows the assessment of severe coronary lesions, but early atherosclerotic lesions are not identified reliably. Conventional reconstructions from intravascular ultrasound (IVUS), stack the frames as acquired during the catheter pull back to form a straight three-dimensional (3D) volume, but don’t account for the vessel curvature. To overcome these limitations a new method (3D IVUS) were developed combining data from intravascular ultrasound and biplane angiography.Methods - Results: The IVUS catheter is advanced in the coronary artery and, before the start of pull back, a biplane coronary angiogram (BCA) with contrast injection is performed. The BCA images along with the simultaneous ECG signals are recorded in DICOM format. From the BCA data set two, end-diastolic, single frames are selected, one from each projection. The IVUS catheter trajectory is interactively marked at each projection and a particular algorithm is applied to create the real IVUS catheter 3D trajectory. The ultrasound data set is obtained by a 40 MHz, 3F sheath-based catheter, at an automatic pull back speed of 0.5 mm/sec and the images along with the ECG signals are recorded on 0.5 inch S-VHS videotape at a rate of 36 frames/sec. The S-VHS ultrasound data are digitized at the working station with a frame grabber and the end-diastolic frames are selected. To extract the lumen and external elastic membrane contour from each selected frame, a special image process algorithm is applied. Each segmented frame is placed perpendicularly to the catheter’s 3D trajectory at specific locations, according to the frame number, the catheter pull back speed and the frame acquisition rate. Using a specially designed computer algorithm the lumen and external elastic membrane contours are interpolated creating the real 3D lumen and wall volume respectively. The reconstructed artery can be utilized for plaque volumetric analyses, real 3D geometry estimation and flow simulation with computational fluid dynamics.Conclusions: 3D IVUS is a new technique that is capable of rapidly and accurately generating in vivo real 3D reconstructions of coronary arteries. This technique allows the cardiologist to perform accurate plaque volumetric and hemodynamic analyses.