Aortic Stentgraft Movement Detection Using Digital Roentgen Stereophotogrammetric Analysis on Plane Film Radiographs - Initial Results of a Phantom Study

Zusammenfassung

Zielsetzung: Machbarkeitsstudie zur Erkennung von Lage- oder Formveränderungen aortaler Stentgrafts anhand von 2-Ebenen-Aufnahmen mithilfe der Digitalen Röntgen-Stereophotogrammetrischen Analyse. Material und Methoden: Ein zu Anschauungszwecken genutzter aortaler Stentgraft wurde mit insgesamt 10 Tantalkugeln mit je 0,8 mm Durchmesser markiert. Der Stentgraft wurde auf ein Plexiglas-Phantom, welches mit 5 Tantalkugeln von je 1 mm Durchmesser markiert wurde, platziert. Das Phantom dient als fixes Referenzsegment, welches für die mathematische Auswertung benötigt wird. Für die In-vivo-Simulation wurde der Stentgraft auf ein orthopädisches Wirbelsäulenmodell montiert. Anhand von je 2 simultan angefertigten Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Winkeln wurden die simulierten Stentgraftbewegungen Translation, Angulation, aortale Pulsation und die Verschiebung im Wirbelsäulenmodell ausgewertet. Die Auswertung erfolgte mit einem kommerziell erhältlichen digitalen RSA-Analyse-System (UmRSA® 4.1, RSA Biomedical, Umeå, Schweden). Ergebnisse: Unsere Studie zeigt die Machbarkeit der Erkennung und Bestimmung von Bewegungen aortaler Stentgrafts im Submillimeterbereich mithilfe der digitalen Röntgen-Stereophotogrammetrischen Analyse. Die Translation entlang der 3 Kardinalachsen, Stentgraftdeformierungen sowie die aortale Pulsation und die In-vivo-Simulation konnten präzise beschrieben werden. Schlussfolgerung: Die Erkennung von Bewegungen aortaler Stentgrafts mithilfe der digitalen Röntgen-Stereophotogrammetrischen Analyse anhand einer 2-Ebenen-Aufnahme ist eine vielversprechende, präzise Methode.

Abstract

Purpose: To evaluate the feasibility of aortic stentgraft micromovement detection using digital roentgen stereophotogrammetric analysis on plane film radiographs. Material and Methods: An aortic stentgraft used for demonstration purposes was marked with 10 tantalum markers of 0.8 mm in diameter. The stentgraft was placed on a Plexiglas phantom with 5 tantalum markers of 1 mm in diameter simulating a fixed segment needed for mathematical analysis. In a subsequent step, the stentgraft was placed onto an orthopaedic spine model to simulate in vivo conditions.in a next step. Two radiographs taken simultaneously from different angles were used for simulating different stentgraft movement, e. g. translation, angulation, aortic pulsation and migration in the spine model. Movement of the stentgraft markers was analysed using a commercially available digital RSA setup (UmRSA® 4.1, RSA Biomedical, Umeå, Sweden). Results: Our study shows the feasibility of measuring aortic stentgraft movement and changes in stentgraft shape in the submillimeter range using digital roentgen stereophotogrammetric analysis. Translation along the 3 cardinal axes, change in stentgraft shape, simulation of aortic pulsation and simulation of in vivo conditions could be described precisely. Conclusion: Aortic stentgraft movement detection using digital roentgen stereophotogrammetric analysis on plane film radiographs is a very promising, precise method.

Key words

Stentgraft movement - roentgen stereophotogrammetric analysis - RSA

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