全面执行模块和动力模型用于心脏干预导管导管机器人化
Weizhao Wang1, Zicong Wu1, Carlo Saija1
1School of Biomedical Engineering and Imaging Sciences, King's College London, WC2R 2LS London, U.K.
概括
本研究引入了一种通用导管启动模块和一种带有伪关节的双曲率 (TC-PJ) 模型,用于心脏门疾病治疗中的精确导管导航. 该系统增强了导管控制和定位精度,提高了安全性和有效性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗器械 医疗器械
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 导管对于治疗心脏门疾病至关重要,但由于手柄结构和曲曲的多样性,在安全的输送和定位方面面临着挑战.
- 现有的导管系统往往缺乏通用适应性和精确的控制机制,使复杂的医疗程序复杂化.
研究的目的:
- 设计和验证用于导管手柄的通用执行模块,使其能够适应紧和精确定位.
- 开发和评估一种具有伪关节 (TC-PJ) 的新型两曲曲动力模型,用于增强导管曲控制.
主要方法:
- 设计了一个同轴执行模块,具有通用 (15-45毫米直径) 和可调轴.
- 两个曲率 (TC) 模型与伪刚体 (PRB),恒定曲率 (CC) 和欧勒螺旋 (ES) 模型进行了对比,用于平面曲模拟.
- 在5个导管上测试了TC-PJ模型,分析了考虑到扭转和剪切应变的尖端定位精度 (RMSE,SD).
主要成果:
- 与PRB,CC和ES模型相比,TC模型显示出优越的形状表示.
- 启动模块显示,在测试的导管管道中具有通用合性.
- 在TC-PJ模型中,在自由空间中,获得了0.65mm的平均尖端位置RMSE和0.23度的方向RMSE,其变化取决于导管复杂性.
结论:
- 开发的执行模块和TC-PJ动力模型为导管提供了通用操纵能力.
- 该系统提供了增强的尖端定位精度,解决了导管输送和控制心血管干预的复杂性.
- 这项创新有可能提高心脏膜疾病的导管治疗的安全性和有效性.


