Hjärtkateter gör det möjligt för läkare att komma åt insidan av hjärtat och utföra terapeutiska ingrepp utan att stoppa hjärtat eller öppna bröstet. Men konventionella manuella och aktiverade hjärtkatetrar är för närvarande oförmögna att exakt spåra och manipulera intrakardiell vävnad strukturer på grund av den snabba vävnadsrörelse och potential för att tillämpa skadliga krafter. Detta dokument tar upp dessa utmaningar genom att föreslå och genomföra ett robotkatetersystem som använder 3D ultraljudsbild vägledning och kraftkontroll för att möjliggöra ständig kontakt med en rörlig målyta för att utföra interventionella förfaranden, såsom intrakardiell vävnad ablation. Det robotiska katetersystemet, bestående av en katetermodul, ablation och kraftavkänningseffektor, drivsystem och bildstyrnings- och styrsystem, beordrades att anbringa en konstant kraft mot ett rörligt mål med hjälp av en positionsmodulerad kraftkontrollmetod. Styrsystemet använder en kombination av positionsspårning, kraftåterkoppling och friktions- och motreaktionskompensation för att uppnå exakta och säkra kateter-vävnadsinteraktioner. Katetern kunde upprätthålla en 1 N kraft på en rörlig rörelse simulator mål under ultraljud vägledning med 0.08 N RMS fel. I ett simulerat ablation experiment, den robotiska kateter kunde också tillämpa en konsekvent kraft på målet samtidigt som ablation elektrod kontakt med 97% mindre RMS kontaktmotstånd variation än en passiv mekanisk motsvarighet. Dessutom förbättrade användningen av kraftstyrning katetern rörelsespårning med cirka 20%. Dessa resultat visar att 3D ultraljudsvägledning och kraftspårning gör det möjligt för robotsystemet att upprätthålla förbättrad kontakt med en rörlig vävnadsstruktur, vilket möjliggör mer exakta och repeterbara hjärtprocedurer.
En studie av REF visade förmåga att använda en konstant kraft mot ett rörligt mål genom att använda ultraljudsbildåterkoppling och kraftavkänning.
Robotic catheter cardiac ablation combining ultrasound guidance and force control
{'venue': None, 'journal': 'The International Journal of Robotics Research', 'mag_field_of_study': ['Engineering', 'Computer Science']}