Endovascular Detection of Catheter-Thrombus Contact by Vacuum Excitation

要約

目的: この研究の目的は、既製の吸引カテーテルと血栓の間の接触検出のための新しいセンシングモダリティを紹介し、その有効性を実証することです。
方法: 圧力センサーを備えたカスタム ロボット アクチュエーターを使用して、真空振動励起を生成し、カテーテルの体外部分内の圧力を感知しました。
真空圧力プロファイルとロボット動作データを使用して、サポート ベクター マシン (SVM) 分類モデルをトレーニングし、吸引カテーテルの先端と模擬血栓の間の接触を検出しました。
検証は、ベンチトップの精度検証と、血管造影表示の現在の標準とのユーザースタディの比較で構成されました。
結果: センシングモダリティのベンチトップ精度は 99.67% であることが示されました。
ユーザー調査では、現在の標準と比較して、カテーテルと血栓の接触の特定において統計的に有意な改善が実証されました。
血栓接触の検出成功のオッズ比は、提案された感覚的方法を使用した場合と使用しない場合と比較して 2.86 (p=0.03) でした。
結論：この研究の結果は、提案されたセンシングモダリティが、カテーテルの遠位端と血栓との間の接触を検出する能力を向上させることができる介入医に術中フィードバックを提供できることを示している。
重要性: 血栓検出センサーとして既製の吸引カテーテルを提供する比較的低コストの技術を提供することにより、介入医は、処置時間と精神的負担を軽減しながら、機械的血栓除去術の初回通過効果を向上させることができます。

要約(オリジナル)

Objective: The objective of this work is to introduce and demonstrate the effectiveness of a novel sensing modality for contact detection between an off-the-shelf aspiration catheter and a thrombus. Methods: A custom robotic actuator with a pressure sensor was used to generate an oscillatory vacuum excitation and sense the pressure inside the extracorporeal portion of the catheter. Vacuum pressure profiles and robotic motion data were used to train a support vector machine (SVM) classification model to detect contact between the aspiration catheter tip and a mock thrombus. Validation consisted of benchtop accuracy verification, as well as user study comparison to the current standard of angiographic presentation. Results: Benchtop accuracy of the sensing modality was shown to be 99.67%. The user study demonstrated statistically significant improvement in identifying catheter-thrombus contact compared to the current standard. The odds ratio of successful detection of clot contact was 2.86 (p=0.03) when using the proposed sensory method compared to without it. Conclusion: The results of this work indicate that the proposed sensing modality can offer intraoperative feedback to interventionalists that can improve their ability to detect contact between the distal tip of a catheter and a thrombus. Significance: By offering a relatively low-cost technology that affords off-the-shelf aspiration catheters as clot-detecting sensors, interventionalists can improve the first-pass effect of the mechanical thrombectomy procedure while reducing procedural times and mental burden.

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