Fluoroscopic Shape and Pose Tracking of Catheters with Custom Radiopaque Markers

要約

脳血管系における操縦可能なカテーテルとロボットのカテーテルの安全な航行には、カテーテルの形とポーズの認識が必要です。
現在、介入主義者に重大な認識負担がかけられており、複両面蛍光鏡検査画像からのカテーテルの動きを精神的に再構築および予測しています。
これらのカテーテルを追跡する努力は、平面セグメンテーションまたはかさばるセンシングインストゥルメンテーションに限定されており、これはニューロインタベーションで使用されるマイクロキャテターと互換性がありません。
この作業では、カテーテルには、複製蛍光透視法の下で同時形状と推定を可能にするように配置されたカスタム放射性睡マーカーが装備されています。
マーカー追跡の不確実性に対する感度を最小限に抑えるために、これらのマーカーの配置を導くために設計尺度が提案されています。
このアプローチは、1mm未満の形状追跡エラーと40度未満のカテーテルロールエラーで、2mm未満のマイクロキャテター用にファントム血管系をナビゲートするために展開されました。
この作業により、操縦可能なカテーテルは、複製イメージングの下で​​自律的にナビゲートできるようになります。

要約(オリジナル)

Safe navigation of steerable and robotic catheters in the cerebral vasculature requires awareness of the catheters shape and pose. Currently, a significant perception burden is placed on interventionalists to mentally reconstruct and predict catheter motions from biplane fluoroscopy images. Efforts to track these catheters are limited to planar segmentation or bulky sensing instrumentation, which are incompatible with microcatheters used in neurointervention. In this work, a catheter is equipped with custom radiopaque markers arranged to enable simultaneous shape and pose estimation under biplane fluoroscopy. A design measure is proposed to guide the arrangement of these markers to minimize sensitivity to marker tracking uncertainty. This approach was deployed for microcatheters smaller than 2mm OD navigating phantom vasculature with shape tracking errors less than 1mm and catheter roll errors below 40 degrees. This work can enable steerable catheters to autonomously navigate under biplane imaging.

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