Incorrectly sized balloon catheters can lead to increased post-surgical complications, yet even with preoperative imaging, correct selection remains a challenge. With limited feedback during surgery, it is difficult to verify correct deployment. We propose the use of integrated impedance measurements and Electrical Impedance Tomography (EIT) imaging to assess the deformation of the balloon and determine the size and shape of the surrounding lumen. Previous work using single impedance measurements, or pressure data and analytical models, whilst demonstrating high sizing accuracy, have assumed a circular cross section. Here we extend these methods by adding a multitude of electrodes to detect elliptical and occluded lumen and obtain EIT images to localise deformations. Using a 14 Fr (5.3 mm) catheter as an example, numerical simulations were performed to find the optimal electrode configuration of two rings of 8 electrodes spaced 10 mm apart. The simulations predicted that the maximum detectable aspect ratio decreased from 0.9 for a 14mm balloon to 0.5 at 30mm. The sizing and ellipticity detection results were verified experimentally. A prototype robotic balloon catheter was constructed to automatically inflate a compliant balloon while simultaneously recording EIT and pressure data. Data were collected in experiments replicating stenotic vessels with an elliptical and asymmetrical profile, and the widening of a lumen during angioplasty. After calibration, the system was able to correctly localise the occlusion and detect aspect ratios of 0.75. EIT images further localised the occlusion and visualised the dilation of the lumen during balloon inflation.


翻译:气球导管不正确尺寸的气球导管可导致外科并发症增加,但即使有术前成像,正确选择仍是一个挑战。由于手术期间反馈有限,很难核查正确部署。我们提议使用综合阻力测量和电气阻力透析成像(EIT)成像来评估气球变形,并确定周围月球的大小和形状。以前使用单一阻力测量或压力数据和分析模型进行的工作,虽然显示高度精度,但假定了一个圆形截面部分。我们在此推广这些方法,增加了大量电极以探测螺旋和隐蔽的表面图象,并获取经济图像进行局部变形。我们提议使用14 Fr (5.3毫米) 电阻测量和电气阻断成像仪(EIT)成像仪) 来评估气球变形变形,确定周围10毫米以外的两个电环的最佳电极配置。 模拟预测,14毫米气球的加速度比值为0.9,到30毫米为0.5。 精度和精度探测结果经过实验核实,对精度和精度的图像进行了核查。在地面气球变压变压的气球变精度测试期间,一个原气球变精度摄制的精度摄制的气压摄制系统,同时进行数据变整,在加速变精度和不断变整的气压中进行数据变整。

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