High Speed Angiography at 1000 frames per second

每秒 1000 帧的高速血管造影

基本信息

  • 批准号:
    10640243
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 63.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-08-01 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

7. Project Summary The long-term goal is to provide unprecedented 1000 frame per second angiography based on single- photon-counting detectors but with standard x-ray sources (a total capability presently unavailable to clinicians) to enable improved diagnostic and interventional patient care. The first set of specific aims include building and then physically testing this unique High Speed Angiography (HSAngio) system, enabling the evaluation of its performance on 3D printed phantoms to characterize detailed blood flow at reasonable radiation doses. The research design is to acquire larger 1000 fps single-photon-counting imaging detectors (Xcounter, by Direct Conversion) and, for a test biplane angiography system with standard x-ray sources, add these detectors so they can be brought, by a motorized changer, into the FOV for evaluation. A special contrast injector will be built and synchronized with the high speed image acquisitions. Images of both non-uniform contrast media globs and contrast labeled microsphere particles will be recorded to enable determination of flow streamlines and velocity distributions from the x-ray particle image velocimetry (X-PIV). These will result in determinations of wall shear stress and proper endovascular device function for use with the second set of specific aims to investigate the detailed flow patterns. These can be compared with those from the theoretical methods of computer fluid dynamics (CFD). Assessing the compromise between radiation dose and optimal dynamic imaging is also part of this set of specific aims. Finally, the third set of specific aims are to rigorously evaluate with our clinical collaborators the potential impact of the new availability of high temporal resolution imaging sequences quantitatively, semi-quantitatively and qualitatively of various procedures carried out on 3D printed patient-specific phantoms. We expect to rigorously test the HSAngio system on patient-specific pathological phantoms to evaluate the potential impact on clinical decision making primarily in neuro-endo vascular procedures such as treatment of and predictions for ischemic stroke due to vasospasm following hemorrhagic stroke. Finally, we will conclude by considering designs for future actual clinical implementation involving more advanced detector designs as well as the potential for wider applications such as to cardiovascular procedures. The results of this project should lead toward future clinical testing of this new imaging concept with the capability to vastly improve vascular image-guided interventional procedures by providing clinicians, even while treating the patient, to visualize for the first time the intricate details of blood flow that can be so crucial to the determination of clinical procedure outcome. We expect that, just as our previous high-spatial-resolution-detector NIH- funded project has been translated to practice, this HSAngio project will eventually become the standard state-of-the art in diagnostic and interventional imaging as well.
七、项目概要 长期目标是提供前所未有的基于单帧每秒1000帧的血管造影 光子计数探测器,但具有标准 X 射线源(目前无法实现的总能力) 临床医生)以改善诊断和介入患者护理。第一组具体目标 包括构建并物理测试这种独特的高速血管造影 (HSAngio) 系统, 能够评估其在 3D 打印模型上的性能,以表征详细的血流特征 在合理的辐射剂量下。研究设计是为了获得更大的1000 fps单光子计数 成像探测器(Xcounter,通过直接转换),以及用于测试双平面血管造影系统 标准 X 射线源,添加这些探测器,以便可以通过机动变换器将它们带入 用于评估的 FOV。将构建特殊的对比注射器并与高速图像同步 收购。非均匀造影剂球和造影剂标记微球的图像 颗粒将被记录下来,以便能够确定流动流线和速度分布 X 射线粒子图像测速 (X-PIV)。这些将导致壁剪应力和 适当的血管内装置功能与第二组具体目标一起使用,以研究 详细的流动模式。这些可以与计算机理论方法进行比较 流体动力学(CFD)。评估辐射剂量和最佳动态成像之间的折衷 也是这组具体目标的一部分。最后,第三组具体目标是严格评估 与我们的临床合作者一起探讨高时间分辨率的新可用性的潜在影响 对所进行的各种程序进行定量、半定量和定性的成像序列 3D 打印患者专用模型。我们希望对 HAngio 系统进行严格测试 患者特异性病理模型以评估对临床决策的潜在影响 主要用于神经血管内手术,例如缺血性中风的治疗和预测 由于出血性中风后血管痉挛。最后,我们将通过考虑设计来得出结论 未来的实际临床实施涉及更先进的探测器设计以及潜力 用于更广泛的应用,例如心血管手术。该项目的成果应引领 未来对这种新成像概念进行临床测试,能够极大地改善血管 图像引导的介入手术,让临床医生即使在治疗患者时也能 首次可视化血流的复杂细节,这对于确定血流至关重要 临床程序结果。我们预计,就像我们之前的高空间分辨率探测器 NIH 一样 资助的项目已经转化为实践,这个HSAngio项目最终将成为 诊断和介入成像领域的标准最先进技术。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Derivation of vascular wall shear stress from 1000 fps high-speed angiography (HSA) velocity distributions.
从 1000 fps 高速血管造影 (HSA) 速度分布推导血管壁剪切应力。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shields, A;Setlur Nagesh, S V;Chivukula, V;Ionita, C;Bednarek, D R;Rudin, S
  • 通讯作者:
    Rudin, S
Semi-automatic Co-Registration of 3D CFD Vascular Geometry to 1000 FPS High-Speed Angiographic (HSA) Projection Images for Flow Determination Comparisons.
将 3D CFD 血管几何形状半自动联合配准到 1000 FPS 高速血管造影 (HSA) 投影图像,以进行流量测定比较。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Chudzik, Mitchell;Williams, Kyle;Shields, Allison;Nagesh, Sv Setlur;Paccione, Eric;Bednarek, Daniel R;Rudin, Stephen;Ionita, Ciprian N
  • 通讯作者:
    Ionita, Ciprian N
Simultaneous Biplane High Speed 1000 fps X-ray Angiography (HSAngio).
同时双翼飞机高速 1000 fps X 射线血管造影 (HSAngio)。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nagesh, S V Setlur;Shields, A;Wu, X;Ionita, C;Bednarek, D R;Rudin, S
  • 通讯作者:
    Rudin, S
Cost-effectiveness of remote robotic mechanical thrombectomy in acute ischemic stroke.
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Sanmartin, Maria X;Katz, Jeffrey M;Eusemann, Christian;Boltyenkov, Artem T;Sangha, Kinpritma;Bastani, Mehrad;Turner, Raymond;Siddiqui, Adnan H;Mendes Pereira, Vitor;Hui, Ferdinand K;Mocco, J;Sanelli, Pina C
  • 通讯作者:
    Sanelli, Pina C
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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    Meinel, Thomas R;Kaesmacher, Johannes;Buetikofer, Lukas;Strbian, Daniel;Eker, Omer Faruk;Cognard, Christophe;Mordasini, Pasquale;Deppeler, Sandro;Mendes Pereira, Vitor;Albucher, Jean François;Darcourt, Jean;Bourcier, Romain;Guillon, Benoit;Pa
  • 通讯作者:
    Pa
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