A robust fully automatic lumen segmentation method for in vivo intracoronary optical coherence tomography

Abstract Introduction: Intravascular optical coherence tomography (IVOCT) is an in-vivo imaging modality based on the introduction of a catheter in a blood vessel for viewing its inner wall using electromagnetic radiation. One of the most developed automatic applications for this modality is the lumen area segmentation, however on the evaluation of these methods, the slices inside bifurcation regions, or with the presence of complex atherosclerotic plaques and dissections are usually discarded. This paper describes a fully-automatic method for computing the lumen area in IVOCT images where the set of slices includes complex atherosclerotic plaques and dissections. Methods The proposed lumen segmentation method is divided into two steps: preprocessing, including the removal of artifacts and the second step comprises a lumen detection using morphological operations. In addition, it is proposed an approach to delimit the lumen area for slices inside bifurcation region, considering only the main branch. Results Evaluation of the automatic lumen segmentation used manual segmentations as a reference, it was performed on 1328 human IVOCT images, presenting a mean difference in lumen area and Dice metrics of 0.19 mm2 and 97% for slices outside the bifurcation, 1.2 mm2 and 88% in the regions with bifurcation without automatic contour correction and 0.52 mm2 and 90% inside bifurcation region with automatic contour correction. Conclusion This present study shows a robust lumen segmentation method for vessel cross-sections with dissections and complex plaque and bifurcation avoiding the exclusion of such regions from the dataset analysis.

Aterectomia rotacional em artérias com calcificação extrema ou falha em dilatação prévia: aspectos técnicos e evolução tardia após intervenção coronária percutânea / Rotational atherectomy in arteries with extreme calcification or previous failed dilation: technical aspects and late outcomes after percutaneous coronary intervention

A aterectomia rotacional com incorporação de novas estratégias ablativas tem sido proposta para o preparo de lesões extremamente calcificadas. Entretanto, pouco se conhece a respeito da adoçãodessas novas estratégias na prática contemporânea e sobre a evolução tardia dos pacientes submetidos aesse tratamento. Objetivamos avaliar os aspectos técnicos da aterectomia e a evolução tardia dos pacientesquanto à ocorrência de eventos cardiovasculares adversos maiores (ECAM). Métodos: Estudo retrospectivo e unicêntrico, incluindo todos os pacientes submetidos à aterectomiarotacional como parte do tratamento de lesões coronárias com calcificação extrema ou falha de dilataçãoem procedimento prévio, no período de julho de 2012 a novembro de 2014. Foram definidos como ECAM: óbito, infarto agudo do miocárdio com onda Q ou nova revascularização do vaso-alvo.Resultados: Foram submetidos à aterectomia 29 pacientes com idade média de 69,5 ± 7,6 anos. A médiada relação oliva/vaso foi de 0,54 ± 0,07; a velocidade de rotação inicial adotada foi de 161.000 ± 13.928 e a taxa de utilização de cutting balloon pós-aterectomia foi de 45,1%. Sucesso angiográfico foi obtido em todos os procedimentos. Na evolução tardia, a mediana de tempo de seguimento foi de 13,2 meses (intervalo interquartil: 4,0 a 17,4 meses). Foram registrados um óbito por causa não cardíaca e duas novas revascularizações do vaso-alvo. A média do tempo de sobrevivência livre de ECAM foi de 29,7 ± 2,1 meses.Conclusões: A aterectomia rotacional contemporânea incorporou estratégias menos agressivas de ablação,com elevada taxa de sucesso imediato e baixa ocorrência de ECAM na evolução tardia...

Rotational atherectomy with new ablative strategies have been proposed for the treatment of extremely calcified lesions prior to stent implantation. Nevertheless, few data are available about the adoption of these new strategies in contemporary practice and about late outcomes of patients undergoing this therapy. Methods: From July 2012 to November 2014, a retrospective single center registry was conducted, including all patients undergoing rotational atherectomy as part of the treatment of coronary arteries with heavy calcification or previous failed dilation. We evaluated technical aspects of atherectomy and late outcomes of patients for the occurrence of major adverse cardiovascular events (MACE), defined as death, Q-wave myocardial infarction or repeat target vessel revascularization.Results: Twenty-nine patients with a mean age of 69.5 ± 7.6 years, underwent atherectomy. The averageburr-to-artery ratio was 0.54 ± 0.07, the initial rotational speed was 161.000 ± 13.928 and the rate of cuttingballoon utilization after atherectomy was 45.1%. Angiographic success was achieved in all procedures. The median follow-up time was 13.2 months (IQ: 4.0-17.4) and there were three events: 1 death of non cardiac cause and 2 new target vessel revascularizations. The mean MACE-free survival time was 29.7 ± 2.1 months. Conclusions: Contemporary rotational atherectomy incorporates less aggressive strategies of ablation with high rates of acute success and low occurrence of major adverse cardiovascular events during late follow-up...

Estudo Pré-Clínico de Stent com Polímero Biodegradável e Liberação Abluminal de Sirolimus / Preclinical Study of a Biodegradable Polymer-based Stent with Abluminal Sirolimus Release

Fundamento: Stents recobertos com polímeros bioabsorvíveis e fármacos apenas na face abluminal podem ser mais seguros que stents farmacológicos com polímeros permanentes. Objetivo: Relatar os resultados experimentais com o stent Inspiron(r), um stent recoberto com polímero bioabsorvível e com liberação de sirolimus apenas da face abluminal, recentemente aprovado para uso clínico. Métodos: Foram implantados 45 stents nas artérias coronárias de 15 porcos e, no 28° dia pós-implante, foram obtidos os resultados angiográficos, de ultrassonografia intracoronária e de histomorfologia. Cinco grupos foram avaliados: Grupo I (nove stents sem recobrimento); Grupo II (nove stents com polímero bioabsorvível nas faces luminal e abluminal); Grupo III (oito stents com polímero bioabsorvível na face abluminal); Grupo IV (nove stents com polímero bioabsorvível e sirolimus nas faces luminal e abluminal); e Grupo V (dez stents com polímero bioabsorvível e sirolimus na face abluminal exclusivamente). Resultados: Observamos, para os Grupos I, II, III, IV e V respectivamente: porcentual de estenose de 29 ± 20; 36 ± 14; 33 ± 19; 22 ± 13 e 26 ± 15 (p = 0,443); perda luminal tardia (em mm) de 1,02 ± 0,60; 1,24 ± 0,48; 1,11 ± 0,54; 0,72 ± 0,44 e 0,78 ± 0,39 (p = 0,253); área neointimal (em mm2) de 2,60 ± 1,99; 2,74 ± 1,51; 2,74 ± 1,30; 1,30 ± 1,14 e 0,97 ± 0,84 (p = 0,001; Grupos IV e V versus Grupos I, II e III) e porcentual de área neointimal de 35 ± 25; 38 ± 18; 39 ± 19; 19 ± 18 e 15 ± 12 (p = 0,001; Grupo IV e V versus Grupo I, II e III). Os escores de injúria e inflamação foram baixos e sem diferenças entre os grupos. Conclusão: O stent Inspiron(r) foi seguro e inibiu significativamente a hiperplasia ...

Background: Bioabsorbable polymer stents with drug elution only on the abluminal surface may be safer than durable polymer drug-eluting stents. Objective: To report the experimental findings with the Inspiron(tm) stent - a bioabsorbable polymer-coated stent with sirolimus release from the abluminal surface only, recently approved for clinical use. Methods: 45 stents were implanted in the coronary arteries of 15 pigs. On day 28 after implantation, angiographic, intracoronary ultrasonographic and histomorphological data were collected. Five groups were analyzed: Group I (nine bare-metal stents); Group II (nine coated with bioabsorbable polymer on the luminal and abluminal surfaces); Group III (eight stents coated with bioabsorbable polymer on the abluminal surface); Group IV (nine stents with bioabsorbable polymer and sirolimus on the luminal and abluminal surfaces); and Group V (ten stents with bioabsorbable polymer and sirolimus only on the abluminal surface). Results: The following results were observed for Groups I, II, III, IV and V, respectively: percentage stenosis of 29 ± 20; 36 ± 14; 33 ± 19; 22 ± 13 and 26 ± 15 (p = 0.443); late lumen loss (in mm) of 1.02 ± 0.60; 1.24 ± 0.48; 1.11 ± 0.54; 0.72 ± 0.44 and 0.78 ± 0.39 (p = 0.253); neointimal area (in mm2 )) of 2.60 ± 1.99; 2.74 ± 1.51; 2.74 ± 1.30; 1.30 ± 1.14 and 0.97 ± 0.84 (p = 0.001; Groups IV and V versus Groups I, II and III); and percentage neointimal area of 35 ± 25; 38 ± 18; 39 ± 19; 19 ± 18 and 15 ± 12 (p = 0.001; Groups IV and V versus Groups I, II and III). Injury and inflammation scores were low and with no differences between the groups. Conclusion: The Inspiron(tm) stent proved to be safe and was able to significantly inhibit the neointimal hyperplasia observed on day 28 after implantation in porcine coronary arteries. .

Tendências da Utilização da Via de Acesso Transradial em Mais de Uma Década: A Experiência do InCor / Trends in the Use of the Transradial Approach in More Than a Decade: The InCor's Experience

Introdução: A utilização da via radial para a realização de cateterismo cardíaco diagnóstico e intervenção coronária percutânea varia entre os diversos centros de hemodinâmica. Descrevemos as tendências do uso dessa via de acesso ao longo dos últimos 14 anos num serviço terciário. Métodos: Foram identificados procedimentos coronarianos consecutivos realizados de 1999 a 2013, em um único centro, em pacientes com idade ≥ 35 anos. Dados como idade, sexo, fonte provedora de recursos (Sistema de Saúde Público ou Saúde Suplementar/Privado) e complexidade do procedimento (diagnóstico ou terapêutico) foram retrospectivamente analisados. Resultados: Foram incluídos 103.253 procedimentos, dos quais o Sistema Único de Saúde (SUS) foi o provedor de recursos em 77% dos casos. A média de idades dos pacientes foi 62,2 ± 11,3 e 58,8% eram do sexo masculino. A via radial foi utilizada em 6.402 (6,2%) dos procedimentos, apresentando ascensão significativa ao longo do tempo, mais evidente quando analisada comparativamente nos seis períodos de experiência do serviço: 0,2%, 0,6%, 3,1%, 2,1%, 6,9% e 24,4%, respectivamente (p < 0,01). Porcentuais ainda maiores do uso da via radial foram encontrados, restringindo-se aos procedimentos realizados pelo SUS e quando apenas os cateterismos cardíacos diagnósticos foram contabilizados. Houve também mudança no perfil da via de acesso, ainda que de menor monta, no setor de Saúde Suplementar/Privado. Conclusões: Demonstramos a progressiva modificação do perfil de utilização das vias de acesso para a realização de cateterismo cardíaco diagnóstico e intervenção coronária percutânea de um centro de grande porte ao longo do tempo. Esses dados são condizentes...

Background: The use of the radial approach for diagnostic cardiac catheterization and percutaneous coronary interventions varies among different interventional cardiology centers in the world. We describe the trends in the use of this approach over the past 14 years at a tertiary hospital. Methods: Consecutive coronary procedures performed from 1999 to 2013 at a single center, in patients aged ≥ 35 years were identified. Age, gender, resource provider (Public or Private Healthcare System) and the complexity of the procedure (diagnostic or therapeutic) were retrospectively analyzed. Results: 103,253 procedures were included. The Brazilian Public Healthcare Service (SUS - Sistema Único de Saúde) was the resource provider in 77% of the cases. Mean age of patients was 62.2 ± 11.3 years and 58% were male. The radial approach was used in 6,402 (6.2%) procedures, showing a significant rise over time, which was more evident when analyzed comparatively for the six timepoints of service experience: 0.2%; 0.6%; 3.1%; 2.1%; 6.9%, and 24.4% respectively (p < 0.01). Even larger percentages of radial approach were observed when only the procedures performed by the SUS and diagnostic cardiac catheterizations were taken into account. There were also changes in the profile of vascular access, even though smaller, in the Private Healthcare System. Conclusions: We demonstrated progressive changes in the profile of the use of access routes for diagnostic cardiac catheterization and percutaneous coronary interventions at a large center over time. These data are consistent with the global trend and are significantly robust, especially when the last sextile is analyzed...

Remoção Precoce do Introdutor Arterial Após Intervenção Coronária Percutânea por Via Femoral: Estudo de Segurança e Eficácia / Early Removal of the Arterial Sheath After Percutaneous Coronary Intervention Using the Femoral Approach: Safety and Efficacy Study

Introdução: Avaliamos a segurança e eficácia do uso de protamina, guiada pelo tempo de coagulação ativado, para a remoção imediata do introdutor arterial femoral em pacientes submetidos à intervenção coronária percutânea com heparina não fracionada, com o objetivo de propor um algoritmo para a prática clínica. Métodos: Estudo prospectivo, com pacientes consecutivos, com angina estável ou com síndrome coronariana aguda de baixo ou moderado risco. Comparamos os pacientes com a retirada precoce do introdutor arterial àqueles nos quais o introdutor foi retirado de acordo com o protocolo convencional. A decisão pela remoção precoce ou convencional do introdutor foi deixada a critério do operador. Resultados: O grupo de remoção precoce (n = 149) apresentou menor tempo de manuseio do sítio de punção que o grupo de remoção convencional (58,3 ± 21,4 minutos vs. 355 ± 62,9 minutos; p < 0,01), principalmente devido à redução do tempo até a retirada do introdutor (42,3 ± 21,1 minutos vs. 338,6 ± 61,5 minutos; p < 0,01), sem impacto sobre a duração da compressão femoral (16,0 ± 3,6 minutos vs. 16,4 ± 5,1 minutos; p = 0,49). Não houve trombose hospitalar de stent e nem diferença significativa na incidência de eventos vasculares ou hemorrágicos. A incidência de outras hemorragias, que levaram à hospitalização prolongada, foi menor no grupo de remoção precoce (1,3% vs. 5,1%; p = 0,05). Conclusões: O uso seletivo de uma abordagem, para a remoção imediata do introdutor femoral guiada pelo tempo de coagulação ativado e a administração de protamina, é seguro e eficaz em pacientes submetidos à intervenção coronária...

Introduction: We evaluated the safety and efficacy of protamine administration, guided by activated clotting time, for the immediate femoral arterial sheath removal in patients undergoing percutaneous coronary intervention with unfractionated heparin in order to propose an algorithm for clinical practice. Methods: Prospective study with consecutive patients with stable angina or low-to-moderate risk acute coronary syndrome. We compared patients with an early removal of the arterial sheath to those whose sheath removal was based on a standard protocol. Results: The early removal group (n = 149) had lower access manipulation time than the conventional group (58.3 ± 21.4 minutes vs. 355.0 ± 62.9 minutes; p < 0.01), mainly due to a reduced time to sheath removal (42.3 ± 21.1 minutes vs. 338.6 ± 61.5 minutes; p < 0.01), with no impact on the duration of femoral compression (16.0 ± 3.6 minutes vs. 16.4 ± 5.1 minutes; p = 0.49). There was no stent thrombosis during hospitalization and no significant differences in the incidence of major vascular or bleeding events. The incidence of other bleeding events leading to a prolonged in-hospital length of stay was lower in the early removal group (1.3% vs. 5.1%; p = 0.05). Conclusions: The selective use of an approach for immediate femoral sheath removal, based on activated clotting time guidance and protamine administration, is a safe and effective option in patients undergoing percutaneous coronary intervention by femoral access...

Impacto da insuficiência renal aguda na evolução hospitalar após tratamento percutâneo do infarto agudo do miocárdio / Impact of acute renal failure on in-hospital outcomes following percutaneous treatment of acute myocardial infarction

INTRODUÇÃO: A insuficiência renal aguda (IRA) é uma complicação possível após intervenção coronária percutânea (ICP). O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência e o impacto prognóstico da IRA pós-ICP em pacientes com infarto agudo do miocárdio com supradesnivelamento do segmento ST (IMCSST). MÉTODOS: Registro unicêntrico, que analisou a evolução hospitalar de 501 pacientes admitidos com IMCSST submetidos à ICP primária, de resgate ou tardia. Foram avaliados a incidência e os preditores de IRA pós-ICP. RESULTADOS: A idade média foi 60,7 ± 12,6 anos e 67% eram do gênero masculino. A população apresentava características de alto risco cardiovascular, sendo 30% diabéticos e 7,4% com doença renal crônica (DRC) preexistente. A artéria descendente anterior foi a principal artéria culpada (49,4%) e 15% dos pacientes se apresentaram em Killip III ou IV. A IRA ocorreu em 24,7% dos pacientes, que, quando comparados àqueles sem IRA, eram significativamente mais idosos, diabéticos, com DRC e insuficiência cardíaca, além de apresentarem maior elevação enzimática e menor fração de ejeção. A mortalidade hospitalar foi maior nos pacientes que desenvolveram IRA (29% vs. 4,8%; P < 0,01). Os preditores independentes de IRA foram idade > 76 anos, DRC prévia, Killip III ou IV, necessidade de cirurgia vascular ou transfusão sanguínea. CONCLUSÕES: A disfunção renal aguda após ICP no IMCSST foi uma complicação frequente e associada com aumento da mortalidade hospitalar.

BACKGROUND: Acute renal failure (ARF) is a possible complication after percutaneous coronary intervention (PCI). The objective of this study was to evaluate the occurrence and prognostic impact of ARF after PCI in patients with ST segment elevation myocardial infarction (STEMI). METHODS: Single-center registry evaluating in-hospital outcomes of 501 patients admitted with STEMI undergoing primary, rescue or late PCI. The incidence and predictors of ARF after PCI were evaluated. RESULTS: Mean age was 60.7 ± 12.6 years and 67% were male. The population had high cardiovascular risk characteristics, with 30% of diabetics and 7.4% with preexisting chronic kidney disease (CKD). The left anterior descending artery was the culprit vessel in 49.4% of the cases and 15% of patients had Killip class III or IV. ARF was observed in 24.7% of patients, who were significantly older, had more diabetes, history of CKD or heart failure, had higher enzyme elevation and lower ejection fraction when compared to those without ARF. In-hospital mortality was higher in patients who developed ARF (29% vs. 4.8%; P < 0.01). Independent predictors of ARF were age > 76 years, previous CKD, Killip class III or IV, need of vascular surgery or blood transfusion. CONCLUSIONS: Acute renal failure after PCI in STEMI was a frequent complication and was associated with increased in-hospital mortality.

Modelo porcino para avaliação e desenvolvimento de diferentes dispositivos coronários baseados em cateter: ferramenta pré-clínica fundamental / Porcine model for the evaluation and development of catheter-based coronary devices: an essential preclinical tool

INTRODUÇÃO: O modelo experimental porcino tem grande similaridade anatômica e fisiológica com o coração humano, e é de fácil reprodutibilidade, sendo de grande valia para testar novas gerações de stents e balões. Este estudo teve como objetivo analisar o desempenho de um modelo experimental para intervenção coronária percutânea na avaliação de diferentes dispositivos coronários. MÉTODOS: Foram estudados 131 porcos juvenis de granja comercial, sendo 109 fêmeas, pesando 26,4 ± 3,2 kg, anestesiados, monitorados e ventilados mecanicamente, com acesso vascular obtido por via femoral (dissecção ou punção). Após a cateterização seletiva das artérias coronárias com cateter JR 6 F, procedeu-se à utilização do dispositivo coronário a ser estudado. Os animais foram mantidos sob ventilação mecânica até a recuperação e submetidos a reestudos angiográficos 7, 28, 90 e/ou 180 dias após o procedimento. Após a eutanásia, os corações foram coletados e submetidos a análises macro e microscópicas. RESULTADOS: Foram testados seis stents farmacológicos, dois balões farmacológicos e dois stents não farmacológico. O óbito intraprocedimento não planejado incidiu em 1,5% dos casos e, no pós-procedimento, em 9,2%, ocorrendo em um período de 12 horas a 6 dias (2,3 ± 1,6 dias). Além das análises obtidas pela angiografia, foram realizados, durante os procedimentos, ultrassom intracoronário em 20% e tomografia de coerência óptica em 60%, não sendo observados óbitos relacionados ao emprego dessas ferramentas. CONCLUSÕES: O modelo experimental porcino percutâneo mostrou ser reprodutível, com desempenho homogêneo entre os vários dispositivos e de baixa mortalidade, sendo ferramenta indispensável na investigação de novos dispositivos coronários.

BACKGROUND: The experimental porcine model is anatomically and physiologically similar to the human heart, it is easily reproducible and very useful to test new stent and balloon generations. This study was aimed at analyzing an experimental model to evaluate different coronary devices for percutaneous coronary intervention. METHODS: We evaluated 131 juvenile commercial farm pigs, 109 were female, weighing 26.4 ± 3.2 kg. They were anesthetized and had mechanical ventilation and monitoring. Vascular access was obtained via the femoral artery by dissection or puncture. The coronary device was used after a selective catheterization of the coronary arteries with a JR 6 F catheter. Animals were maintained on mechanical ventilation until recovery and were submitted to angiographic evaluation 7, 28, 90 and/or 180 days after the procedure. After euthanasia, the hearts were collected and submitted to macro and microscopic analysis. RESULTS: Six drug-eluting stents, two drug-eluting balloons and two bare-metal stents were tested. Unplanned deaths were observed in 1.5% of the cases during the procedures and in 9.2% of the cases after the procedure, occurring within 12 hours to 6 days (2.3 ± 1.6 days). In addition to angiographic evaluations, intravascular ultrasound and optical coherence tomography were performed during the procedures in 20% and 60% of the cases, respectively. There was no deaths related to the use of the devices. CONCLUSIONS: The experimental percutaneous porcine model proved to be reproducible with similar outcomes and low mortality for the different devices tested and is an essential tool for the evaluation of new coronary devices.

Angulação de stent e implante em canal arterial de neonato com baixo peso / Stent angulation and implantation in the ductus arteriosus of a low-weight neonate

Relatamos o caso de um neonato portador de cardiopatia congênita cianótica canal-dependente com implante de stent no canal arterial. Uma modificação do stent realizada pelo intervencionista, criando-se um ângulo em seu corpo, possibilitou o avanço do stent da aorta até o canal arterial, e seu subsequente implante nesse sítio.

We report the case of a neonate with ductus-dependent cyanotic congenital heart disease treated by stenting in the ductus arteriosus. A physician-modified stent angulation enabled the advance of the stent from the aorta to the ductus arteriosus and its subsequent implantation.

Células-tronco de tecido adiposo e a importância da padronização de um modelo animal para experimentação pré-clínica / Adipose tissue-derived stem cells and the importance of animal model standardization for pre-clinical trials

As células-tronco são células indiferenciadas, capazes de se autorrenovar e de se diferenciarem em diversos tipos celulares, além de apresentarem propriedades imunomoduladoras e efeitos parácrinos mediante injúria tecidual, podendo, dessa forma, tratar lesões e doenças ou ainda substituir células danificadas ou perdidas. Dentre as fontes de células-tronco adultas, o tecido adiposo é uma fonte atrativa, pois o organismo humano possui grande reserva desse tecido, que, por sua vez, é obtido em grandes quantidades por meio de métodos pouco invasivos. O interesse nessas células vem aumentando constantemente devido a suas propriedades e possíveis aplicações na medicina regenerativa e terapia celular. Grande parte dessas pesquisas está voltada para doenças cardiovasculares, que são a principal causa de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Embora nos últimos anos, os tratamentos em cardiologia tenham avançado, o desenvolvimento de novas terapias que recuperem o tecido danificado ainda permanece como um dos objetivos principais das pesquisas cardíacas. Porém, para obter resultados eficazes, é necessária a padronização de modelos animais in vivo e in vitro para estudos pré-clínicos e, consequentemente, a aplicação em humanos. O desenvolvimento de modelos pré-clínicos em animais de grande porte exige o uso bem caracterizado de linhagens de células animais semelhantes aos seus equivalentes humanos. O modelo suíno representa uma grande vantagem para a investigação translacional pré-clínica.

Stem cells are undifferentiated cells and can self-renew and differentiate into various cell types, besides having immunomodulating properties and paracrine effects in response to tissue injury, and may therefore treat injuries and diseases or even replace damaged or lost cells. Adipose tissue is an attractive source of adult stem cells, since the human body has a large reserve that is obtained in large amounts by minimally invasive methods. Interest in these cells has been increasing steadily due to their properties and possible applications in regenerative medicine and cell therapy. A large part of these investigations are focused on cardiovascular diseases, which are a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Although in recent years treatments have advanced in cardiology, the development of new therapies to recover the damaged tissue still remains one of the main goals of cardiac research. However, to achieve effective results, in vivo and in vitro animal models for preclinical studies and consequently for application in humans must be standardized. The development of preclinical models in large animals requires the use of well-characterized animal cell lines, similar to human cells, and the use of the porcine model represents a great advantage for preclinical translational research.

Avaliação da endotelização de hastes de stents em artérias ilíacas de coelhos / Assessment of stent strut endothelialization in iliac arteries of rabbits

FUNDAMENTO: A rápida endotelização pós-implante de stent é ocorrência desejável por teoricamente reduzir a possibilidade de trombose do stent. OBJETIVO: Avaliar a extensão da endotelização de hastes de stents eluidores de sirolimus (liberados da face luminal e abluminal e abluminal exclusivamente) em artérias ilíacas de coelhos. MÉTODOS: Foram implantados em artérias ilíacas de 10 coelhos quatro stents eluidores de sirolimus na face luminal e abluminal, três stents eluidores de sirolimus na face abluminal, seis stents recobertos com polímero e quatro stents sem recobrimento. Após quatro semanas, foi realizada eutanásia e utilizou-se microscopia eletrônica de varredura para quantificação da área de hastes de stent exposta e da porcentagem de endotelização. RESULTADOS: A área (média ± DP) (mm²) de hastes expostas de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 0,12 ± 0,08; 0,09 ± 0,12; 0,60 ± 0,67 e 0,05 ± 0,04 respectivamente (p = 0,120). A porcentagem de endotelização (média ± DP) (%) de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 99 ± 01; 99 ± 0; 97 ± 03 e 99 ± 0 respectivamente (p = 0,133). CONCLUSÃO: Após quatro semanas de implante em artérias ilíacas de coelhos, os stents com liberação de sirolimus tanto da face luminal e abluminal quanto da face abluminal exclusivamente apresentaram taxas de endotelização de hastes de stent semelhantes aos apresentados nos demais tipos de stents sem eluição de medicamento.

BACKGROUND: Fast post-implantation stent endothelialization is desirable for theoretically reducing the possibility of stent thrombosis. OBJECTIVE: To evaluate the extent of sirolimus-eluting stent strut endothelialization (delivered from the luminal and abluminal aspects or abluminal aspect only) in the iliac arteries of rabbits. METHODS: The iliac arteries of 10 rabbits were implanted with four sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects, three sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect, six polymer-coated stents, and four uncoated stents. After four weeks, the rabbits were euthanized and scanning electron microscopy was performed to quantify the area of exposed stent strut as well as the percentage of endothelialization. RESULTS: The area (mean ± SD) (mm²) of exposed uncoated stent struts, polymer-coated stents, sirulimus-eluting stent in the abluminal and luminal aspects and sirolimus-eluting stent in the abluminal aspect was 0.12 ± 0.08, 0.09 ± 0.12, 0.60 ± 0.67 and 0.05 ± 0.04, respectively (p = 0.120). The percentage of endothelialization (mean ± SD) (%) of uncoated stents, polymer-coated stents, sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects and sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect was 99 ± 01, 99 ± 0. 97 ± 03 and 99 ± 0, respectively (p = 0.133). CONCLUSION: After four weeks of implantation in the iliac arteries of rabbits, both the sirolimus-eluting stents in the luminal plus abluminal aspects and those in the abluminal aspect only showed stent strut endothelialization rates similar to those of the other types of non-drug eluting stents.

Evolução temporal da proliferação neointimal após implante de dois tipos de stent farmacológico com polímeros biodegradáveis em modelo porcino: avaliação qualitativa por tomografia de coerência óptica sequencial / Temporal evolution of neointimal proliferation after implantation of two types of drug-eluting stents with biodegradable polymers in porcine model: qualitative assessment by sequential optical coherence tomography

INTRODUÇÃO: Baseados na hipótese de que a neoíntima encontrada em stents farmacológicos (SFs) com polímeros biodegradáveis aos 28 dias não é a neoíntima definitiva e de que a tomografia de coerência óptica (TCO) é um método eficaz para a avaliação sequencial da neoíntima, objetivamos, neste estudo experimental, comparar os achados da TCO aos 28 dias e aos 90 dias em dois tipos de SF com polímeros biodegradáveis: o stent liberador de sirolimus (Inspiron®, Scitech) e o stent liberador de biolimus A9 (Biomatrix®, Biosensors International). MÉTODOS: No total, 6 porcos não-ateroscleróticos foram submetidos a implante de 6 stents Inspiron® e de 6 stents Biomatrix®. Cada porco recebeu os dois tipos de stent, um em cada artéria coronária (descendente anterior e circunflexa) e após 28 dias e 90 dias foram realizadas avaliações qualitativas intrastent a cada milímetro com TCO. RESULTADOS: A avaliação qualitativa, feita por pareamento milímetro a milímetro intrastent, evidenciou neoíntima heterogênea em 39% aos 28 dias e em 0% aos 90 dias, presença de tecido intraluminal em 18% aos 28 dias e em 0% aos 90 dias, irregularidade luminal em 62% aos 28 dias e em 2% aos 90 dias (P < 0,005). Não houve diferença entre os grupos quanto à qualidade da neoíntima ao longo do tempo (P > 0,05). CONCLUSÕES: Os achados à TCO corroboram a hipótese de que a neoíntima encontrada em SFs com polímeros biodegradáveis aos 28 dias não é a neoíntima definitiva. A evidência experimental mais significativa é a mudança das características da neoíntima observada à TCO sequencial.

BACKGROUND: Based on the hypothesis that the neointima found in drug-eluting stents (DES) with biodegradable polymers at 28 days is not a definitive neointima and that optical coherence tomography (OCT) is an effective method for sequential neointimal evaluation, we aim, in this experimental study, to compare OCT findings at 28 and 90 days, in two different DES with biodegradable polymers: the sirolimus-eluting stent (Inspiron®, Scitech) and the biolimus A9-eluting stent (Biomatrix®, Biosensors International). METHODS: Overall, 6 non-atherosclerotic pigs were submitted to the implantation of 6 Inspiron® stents and 6 Biomatrix® stents. Each pig received both stent types, one in each coronary artery (left anterior descending artery and circumflex artery) and after 28 and 90 days qualitative in-stent OCT analyses were performed at 1-millimeter intervals. RESULTS: Qualitative assessment was performed in-stent pairing millimeter by millimeter. Heterogeneous neointimal tissue was evidenced in 39% at 28 days and in 0% at 90 days, the presence of intraluminal tissue in 18% at 28 days and in 0% at 90 days, luminal irregularity in 62% at 28 days and in 2% at 90 days (P < 0.005). There was no difference between groups regarding the quality of the neointima over time (P > 0.05). CONCLUSIONS: The OCT findings corroborate the hypothesis that the neointima found in DES with biodegradable polymers at 28 days is not a definitive neointima. The most significant experimental evidence is the change in the neointimal characteristics observed at sequential OCT.

Estudo da dose excipiente: fármaco com avaliação da hiperplasia neointimal por tomografia de coerência óptica e histopatologia em artérias coronárias porcinas após o emprego do balão eluidor de sirolimus / Excipient: Drug Dose Finding with Neointimal Hyperplasia Assessed by Optical Coherence Tomography and Histopathology in Porcine Coronary Arteries after Sirolimus-Eluting Balloon Employment

Introdução: Magic TouchTM é um balão recoberto com nanopartículas carreadoras de sirolimus. Objetivamos encontrar a dose excipiente: fármaco com a maior capacidade de inibição da proliferação neointimal 28 dias após o uso desse balão pós-implante de stent não-farmacológico em artérias coronárias porcinas. Métodos: Foram avaliados 14 porcos com implante coronário de stent não-farmacológico seguido por dilatação(60 segundos) com balões com relação excipiente: sirolimus 1:1, 0,5:1, 0,25:1 e 1:0 ou balão controle. Após 28 dias a hiperplasia neointimal foi estudada por tomografia de coerência óptica e histopatologia. Resultados: A hiperplasia neointimal porcentual (%) avaliada pela tomografia de coerência óptica e pela histomorfometria foi de 32,2 e 35,1, 28,1 e 33,4, 17,3 e20,9, 28,6 e 30,2, e 37,9 e 42,3 nos grupos excipiente: sirolimus 0,25:1, 0,5:1, 1:1, 1:0 e balão controle, respectivamente (P = 0,03 para excipiente: sirolimus 1:1 vs. balão controle). A espessura (mm) da neoíntima inter-hastes foi de 0,23, 0,30, 0,16, 0,24 e 0,30 nos grupos excipiente: sirolimus 0,25:1,0,5:1, 1:1, 1:0 e balão controle, respectivamente (P < 0,01para excipiente: sirolimus 1:1 vs. balão controle). Os escores de inflamação, injúria e deposição de fibrina foram baixos e sem diferenças significantes entre os grupos. Conclusões: Ocorreu gradual aumento da eficácia inibitória da proliferação neointimal à medida que a concentração do excipiente aumentou; amenor eficácia ocorreu com a formulação excipiente: sirolimus 0,25:1 e a mais intensa inibição foi observada com a formulação excipiente: sirolimus 1:1, a qual reduziu significantemente a proliferação neointimal em comparação com o grupo controle, com baixos índices de inflamação e injúria.

Tomografia de coerência óptica broncoscópica / Optical coherence tomography in conjunction with bronchoscopy

OBJETIVO: Avaliar a viabilidade e o potencial do uso da tomografia de coerência óptica em conjunto com um broncoscópio convencional na avaliação das vias aéreas. MÉTODOS: Estudo piloto baseado em um modelo experimental ex vivo com três animais: um coelho adulto da raça Nova Zelândia e dois suínos da raça Landrace. Um cateter de imagem de tomografia de coerência óptica foi inserido no canal de trabalho de um broncoscópio flexível para alcançarmos a traqueia distal dos animais. As imagens foram obtidas sistematicamente em toda a traqueia ao longo das paredes, partindo da porção distal para a proximal. RESULTADOS: O cateter de imagem se adaptou com facilidade ao canal de trabalho do broncoscópio. Imagens em alta resolução de cortes transversais da traqueia foram obtidas em tempo real, sendo delineadas microestruturas, tais como epitélio, submucosa, cartilagem e camada adventícia nas paredes anteriores e laterais da traqueia. As camadas correspondentes do epitélio, mucosa e cartilagens foram claramente diferenciadas. Na parede posterior, foi possível identificar mucosa, submucosa e musculatura traqueal. CONCLUSÕES: O uso de tomógrafo de coerência óptica em conjunto com um broncoscópio flexível é viável. A tomografia de coerência óptica produz imagens de alta resolução que permitem visualizar a microanatomia da traqueia, inclusive estruturas que normalmente são visualizadas somente na histologia convencional.

OBJECTIVE: To evaluate the feasibility of and the potential for using optical coherence tomography in conjunction with conventional bronchoscopy in the evaluation of the airways. METHODS: This was a pilot study based on an ex vivo experimental model involving three animals: one adult New Zealand rabbit and two Landrace pigs. An optical coherence tomography imaging catheter was inserted through the working channel of a flexible bronchoscope in order to reach the distal trachea of the animals. Images of the walls of the trachea were systematically taken along its entire length, from the distal to the proximal portion. RESULTS: The imaging catheter was easily adapted to the working channel of the bronchoscope. High-resolution images of cross sections of the trachea were taken in real time, precisely delineating microstructures, such as the epithelium, submucosa, and cartilage, as well as the adventitia of the anterior and lateral tracheal walls. The corresponding layers of the epithelium, mucosa, and cartilage were clearly differentiated. The mucosa, submucosa, and trachealis muscle were clearly identified in the posterior wall. CONCLUSIONS: It is feasible to use an optical coherence tomography imaging catheter in combination with a flexible bronchoscope. Optical coherence tomography produces high-resolution images that reveal the microanatomy of the trachea, including structures that are typically seen only on images produced by conventional histology.

Avaliação pela tomografia de coerência óptica de stent nacional recoberto com polímero biodegradável eluidor de sirolimus vs. stent eluidor de biolimus A9 em artérias coronárias porcinas / Assessment by optical coherence tomography of a Brazilian biodegradable polymer-coated sirolimus eluting stent vs a biolimus A9-eluting stent in porcine coronary arteries

Introdução: Está em desenvolvimento em nosso meio o stent InspironTM, um stent nacional metálico de cobalto-cromorecoberto com uma mistura de polímeros bioabsorvíveis exclusivamente em sua face abluminal e com liberação de sirolimus. O objetivo deste estudo foi comparar, em um modelo experimental, os achados da tomografia de coerência óptica dos stents InspironTM e BioMatrixTM. Métodos: Os stents foram implantados em artérias coronárias porcinas. Cada indivíduo recebeu os dois tipos de stent, um em cada artéria (artérias descendente anterior e circunflexa), e após 28 dias foi realizado novo estudo angiográfico e empregada a tomografia de coerência óptica para avaliação da hiperplasia neointimal. Resultados: Sete porcos receberam 7 stents InspironTM e 7 stents BioMatrixTM. O diâmetro de referência dos vasos tratados foi de 2,16 + 0,37 mm e a relação balão de implante do stent/artéria foi de 1,17 + 0,16 atm, sem diferença entre os grupos. A perda tardia intrastent foi de 0,53 + 0,56 mm e de 0,32 + 0,37 mm (P = 0,43) para os stents InspironTM e BioMatrixTM, respectivamente. Ocorreu um caso de reestenose angiográfica no grupo stent InspironTM (14% vs. 0; P = 0,2). A tomografia de coerência óptica evidenciou área neointimal intrastent no stent InspironTM de 1,61 + 0,57 mm² e no stent BioMatrixTM de 1,36 + 0,66 mm² (P = 0,47). A área neointimal porcentual foi de 31% no stent InspironTM vs. 23% no stent BioMatrixTM (P = 0,21). Conclusões: Após 28 dias de implante em artérias coronárias porcinas o stent InspironTM apresentou grau de hiperplasia neointimal intrastent semelhante ao do stent BioMatrixTM.

Background: InspironTM, a chrome-cobalt sirolimus-eluting stent covered by a mixture of bioabsorbable polymers on its abluminal side is being developed in Brazil. Our objective was to compare in an experimental study the findings ofoptical coherence tomography for the InspironTM and BioMatrix™ stents. Methods: Stents were implanted in porcine coronary arteries. Each individual received two types of stents, one in each artery (left anterior descending and left circumflex artery). After 28 days, a new angiography was performed and optical coherence tomography was used to assess neointimal hyperplasia. Results: Seven Inspiron™ stents and 7 BioMatrixTM stents were implanted in 7 domestic pigs. The reference diameter of the treated vessels was 2.16 + 0.37 mm and the balloon to artery ratio was 1.17 + 0.16 atm, with no statisticaldifference between groups. In-stent late loss was 0.53 + 0.56 mm and 0.32 + 0.37 mm (P = 0.43) for the InspironTMand BioMatrixTM stents, respectively. There was one case of angiographic restenosis in the InspironTM group (14% vs 0; P = 0.2). Optical coherence tomography showed an instent neointimal area of 1.61 + 0.57 mm² for the InspironTM stent and 1.36 + 0.66 mm² for the BioMatrixTM stent (P = 0.47). The percentage of neointimal area was 31% for the InspironTM stent vs 23% for the BiomatrixTM stent (P = 0.21). Conclusions: Twenty-eight days after implantation in porcine coronaryarteries the InspironTM stent showed a similar degree of neointimal hyperplasia as the BiomatrixTM stent.

Stent coronário de liga cobalto-cromo concebido no Brasil: achados histológicos preliminares em modelo experimental porcino / Cobalt-chromium coronary stent conceived in Brazil: preliminary histologic findings in an experimental porcine model

Introdução: Este estudo objetiva avaliar em modelo experimental porcino um novo e pioneiro stent tubular de liga cobalto-cromo e de hastes finas, de concepção brasileira. Objetiva também relatar a experiência inicial de um centro de validação pré-clínica de dispositivos endovasculares instalado no País. Método: No total, 12 porcos domésticos foram submetidos a implante coronário de um novo stent de liga cobalto-cromo não-farmacológico (Scitech Produtos Médicos Ltda.). O stent possuía desenho em anéis corrugados com células curtas (aumento da homogeneidade da cobertura metálica), hastes finas (75μm) e ângulo inter-hastes idealizado para otimizar a força radial. A ligação interanel foi feita por meio de links curtos em formato sinusóide e espessura muito fina (65μm), com espaço circunferencial de 6 mm de diâmetro para acesso a ramo lateral. Dois outros animais receberam stents convencionais de controle para comparação (Driver®, Medtronic Inc., e Matrix®, Sahajanand Medical Technologies). Após um mês, os stents implantados foram retirados para análise microscópica. Resultados: Tanto o stent-teste como os stents comerciais de controle apresentaram hiperplasia neo-intimal discreta a moderada aos 30 dias, com obstrução neo-intimal de 30,0 + 12,2% e 22,4 + 16,5%, respectivamente. Todos os stents, no grupo stentteste e no grupo controle, encontravam-se com alto grau de endotelização, com discreto infiltrado inflamatório e persistência de fibrina discreta ou ausente. Conclusões: Esses achados sugerem que, do ponto de vista da resposta vascular ao implante, o novo stent apresentou desempenho semelhante ao de outros stents não-farmacológicos atualmente em uso comercial.

Background: This study aims to evaluate, in an experimental porcine model, a new and pioneer cobalt-chromium thin-strut coronary stent conceived in Brazil. Also, it aims to report the initial experience of a Brazilian center for pre-clinical validation of endovascular devices. Method: The new bare Cobalt-Chromium stent (Scitech Produtos Médicos Ltda) was implanted in the coronary arteries of twelve domestic pigs. The stent was designed in short rings (for increased homogeneity of vessel scaffolding), thin struts (75 μm) and inter-strut angle engineered to optimize the radial strength. The inter-ring connection was made by a short and very thin link (65 μm) in a curved format, with a circumferential diameter of 6 mm for side branch access. Another two animals received conventional bare metal stents as controls (Driver®, Medtronic Inc., e Matrix®, Sahajanand Medical Technologies). After one month, the implanted stents were excised for microscopic analysis. Results: Both the test-stent and the control commercial stents had mild to moderate neointimal hyperplasia at 30 days, with a neointimal percent obstruction of 30.0 ± 12.2% and 22.4 ± 16.5%, respectively. All stents, in the test-stent and the control groups, had a high degree of endothelialization with a mild inflammatory reaction and absent or mild persistence of fibrin. Conclusions: The present findings suggest that, as regards to the vascular reaction to the implant, the new stent presents a similar performance compared to other bare metal stents currently available for commercial use.

Preditores geométricos angiográficos de infarto do miocárdio não são associados com marcadores ultra-sonográficos de vulnerabilidade da placa / Angiographic geometric predictors of myocardial infarction are not associated with ultrasonographic markers of plaque vulnerability

OBJETIVO: Certas características geométricas angiográficas de lesões coronarianas foram descritas como preditoras independentes de um futuro infarto do miocárdio. O objetivo deste estudo foi correlacionar esses marcadores com achados do ultra-som intracoronariano sabidamente associados com maior vulnerabilidade à ruptura de placa. MÉTODOS: Estudou-se 30 pacientes com síndromes coronarianas estáveis e lesões de novo (31 lesões) com angiografia e ultra-som intracoronariano. Para cada lesão as características geométricas angiográficas (grau de simetria, grau de estenose, comprimento da lesão e ângulo de saída) foram correlacionadas com as variáveis ultra-sonográficas: tipo de placa (mole, fibrosa, mista ou calcificada), área porcentual de placa e índice de remodelamento. RESULTADOS: O comprimento médio da lesão foi de 9,2 ± 4,4 mm, o porcentual de estenose foi de 50,0 por cento a 89,0 por cento (média 67,7 ± 12,1 por cento), ângulos de entrada variaram de 8,48° a 48,78° (média 24,0 ± 11,4°), ângulos de saída variaram de 8,30° a 53,03° (média 23,8 ± 11,7°) e o índice de simetria variou de 0 a 1 (média 0,56 ± 0,32). A avaliação com ultra-som intracoronariano, freqüência de placas moles ou calcificadas, remodelamento positivo e magnitude da área porcentual de placa não foram associados com nenhuma característica geométrica angiográfica (p > 0,05 para todas as análises). CONCLUSÃO: Características geométricas angiográficas que predis-põem à oclusão aguda não se correlacionam com achados morfológicos e quantitativos do ultra-som intracoronariano associados com a vulnerabilidade da placa.

Correlação das variáveis geométricas de lesões coronárias com achados ultra-sonográficos / Correlation of geometric features of coronary artery lesions with intracoronary ultrasound

Variáveis geométricas de lesões coronárias foram correlacionadas com achados de ultra-som intracoronário associados com maior vulnerabilidade da placa coronária. Estudou-se 30 pacientes com síndromes coronárias estáveis, com 31 lesões de novo, submetidos à avaliação por angiografia e ultra-som intracoronário. Não houve correlação significativa quando se compararam os ângulos de saída e o índice de simetria com o tipo de placa, área porcentual de placa e índice de remodelamento. As características geométricas angiográficas que predispõem à oclusão aguda não se correlacionaram com achados morfológicos e quantitativos do ultra-som intracoronário associados com vulnerabilidade da placa.Geometric features of coronary lesions were correlated with intracoronary ultrasound findings associated with greater vulnerability of coronary atherosclerotic plaques. Thirty patients/31 de novo lesions with stable coronary syndromes were studied with coronary angiography and intracoronary ultrasound. There were no significant correlations when we compared the outflow angles and the symmetry index with type of plaques, plaque burden and remodeling index. Angiographic geometric features that predispose to acute occlusion do not correlate with intracoronary ultrasound morphologic and quantitative findings associated with plaque vulnerability...

Anomalous origin of the left coronary artery from the pulmonary artery: report of an adult case / Origem anômala da artéria coronária esquerda no tronco pulmonar. Relato de um caso em adulto

We report the clinical findings, pathophysiology, diagnostic characteristics, and surgical repair of anomalous origin of the left coronary artery from the pulmonary artery in a 26-year-old female patient with a clinical diagnosis of coronary heart disease

Angioplastia com excimer-laser para o tratamento de reestenose pós implante de stent de Wiktor e Gianturco-Roubin. Uma nova alternativa de tratamento / Excimer-Laser Angioplasty for the Treatment of Restenosis after Wiktor and Gianturco-Roubin stent placement. A New therapeutic Alternative

We report the use of excimer-laser angioplasty for the treatment of Wiktor and Gianturco-Roubin in-stent restenosis of in two patients. Case 1-a 48-year-old man presented unstable angina five months after Wiktor stent was deployed in right coronary artery. Cardiac catheterization revealed stenosis (95) within the stent. Case 2-a 65-year-old man presented stable angina four months after Gianturco-Roubin stent was deployed in left anterior descending artery. Cardiac catheterization revealed stenosis (80) within the stent. Excimer-laser angioplasty within the stent reduced the stenosis to 19and 30, respectively. The patients recovered and currently, six months post-procedure, are free of chest pain, and cardiac catheterization revealed stenosis to 30and 35, respectively, within the stent. Therefore, the procedure was an effective means of treating restenosis after coronary stent placement, and a prospective comparison of excimer-laser angioplasty and other management alternatives to in-stent restenosis is needed.