在无创微创医疗领域,探针、导管、内窥镜室常用的检查工具。有不少应用场合需要确定手术(检查)工具末端的位置或柔杆体的形状,如对活检穿刺针的定位、心脏主动脉瓣植入等手术中输送导管的定位、软性内窥镜的形状检测等。现有解决方案是采用核磁共振显影、超声、X光显形或其他电磁定位显形计数,存在的缺点是容易收到环境电磁干扰或存在辐射影响。
FBG(光纤光栅,Bragg Fiber Grating)由于不受电磁干扰、结构紧凑、适合进行分布传感等特点,可利用测量应变来完成形状重建显示手术工具的三维弯曲形状。同时,其前端压力感知系统,在形状感知同时可感知血管内压力变化。
实验系统: 西藏小型猪、雄性、54kg。
方法简述:
(1)血管穿刺与造影:深度麻醉后,左右侧股动脉穿刺并植入鞘管,清洗并连接导引导管及相关设备,送入体内进行DSA造影,获取术前影像资料。
(2)FBG导管测量(正常血管):清洗长鞘、导引导管等设备,送入体内至左侧肾动脉上支。嵌套微导丝、FBG导管,交替推进至目标血管后,进行FBG传感器实验测量,收集数据。
(3)腹主动脉狭窄模型制作与测量:
评价指标:
(1)形状感知能力评价方法:连续测量在藏猪腹主动脉血管中一根FBG传感器在三个不同位置的形状重建效果,传感器的弯曲角度由大到小记录。
计算传感器曲率和扭率值:
(2)压力感知能力评价方法:固定光纤在血管内的位置,设置狭窄区域,增大狭窄情况,分别测量在0狭窄,25%狭窄,50%狭窄,75%狭窄情况下,光栅记录到的10组应变值结果,此过程中光栅若受到压力会形成为负值的应变。