Robuuste krachtmeting en controle voor slimme katheters

Atriumfibrillatie (AFib) is een soort hartritmestoornis die wordt gekenmerkt door onregelmatige elektrische impulsen vanuit de boezems. Naast farmaceutische opties zijn vaak katheterisatieprocedures nodig voor een goede behandeling. Radiofrequente ablatie (RFA) is een katheterisatieprocedure die wordt uitgevoerd om delen van het hartweefsel die abnormale elektrische impulsen genereren te ableren. Het geablatiseerde weefsel werkt als een elektrische isolator, die de normale elektrische banen en het hartritme helpt herstellen.

Tegenwoordig zijn de uitdagingen van RFA talrijk. De anatomie van de patiënt en de medische instrumenten worden vaak gevisualiseerd met behulp van fluoroscopie, die alleen tweedimensionale grijswaardenbeelden oplevert. Dit beperkt het ruimtelijk inzicht in de anatomie en de relatieve positie van de instrumenten. Bovendien ontbreken ook de controleerbaarheid en beweeglijkheid van de gebruikte instrumenten. Dit wordt voornamelijk bepaald door de beperkte, dynamische en complexe vasculaire en cardiale omgeving waarin de instrumenten moeten worden bediend. Krachtfeedback van de katheter ontbreekt of is beperkt. Bovendien is nauwkeurige controle van de katheterpositie en -kracht niet mogelijk. Dit zijn essentiële aspecten die het volgen van dynamische weefselbewegingen, het volgen van contactkrachten en de algemene interactiecontrole mogelijk maken. Verbeterde interactiecontrole om een beperkte contactkracht op fragiel weefsel vast te stellen en de katheter in staat te stellen zich aan te passen aan de beweging van het kloppende hart is dus zeer voordelig.

Dit proefschrift beoogt de verbetering van geavanceerde RFA-interventies door de integratie van geavanceerde sensor- en controlefuncties van interventiekatheters. Fiber optic shape sensing (FOSS) technologie dient als bouwsteen in dit werk. In het bijzonder zijn meeraderige vezels (MCF's) met ingeschreven fiber Bragg gratings (FBG's) de fundamentele bestanddelen. Als zodanig beoogt dit proefschrift de ontwikkeling van geavanceerde vorm- en krachtdetectiestrategieën in combinatie met een robotsysteem om verbeterde kathetervisualisatie, interactiemeting en controlefuncties mogelijk te maken.