カテーテルシミュレーションに基づく最適ガイドワイヤ形状の推定

摘要

We have studied the determination of optimal shape of guidewire on catheterization. In previous work, two-dimensional determination of optimal shape of guidewire was extended to three-dimensional determination. Search space for optimal shape of guidewire was able to be reduced largely by considering the position of catheter based on actual catheter manipulation. However, the position and direction of catheter tip needed to be determined manually. In this paper, we introduce catheter simulator and propose the method that determines automatically the position of catheter tip in the vessel by simulation considered vessel structure and physical constraint of catheter. Determination of optimal shape of guidewire was performed using the position of catheter tip obtained by proposed method. The result of the proposed method was validated by insertion experiment of the guidewire using the phantom model. In our experiment, the result of the proposed method was obtained similar result in phantom experiment.%我々はこれまで，カテーテル治療における最適ガイドワイヤ形状の推定を行ってきた．従来研究では，最適形状の推定を2次元的な推定から3次元的な推定へと拡張した．その際，実際のカテーテルの操作に基づいた配置を考慮することで，膨大な探索空間を大きく削減することができたが，カテーテル先端の位置および進行方向を手動で与える必要があった．そこで本研究では，カテーテルシミュレータを導入し，血管構造およびカテーテルの物理的制約条件を考慮したシミュレーションにより，血管内におけるカテーテル先端位置を自動的に決定する方法を提案する．提案法により決定したカテーテル先端位置に基づいて，ガイドワイヤ形状の推定を行った．さらに，模擬血管ファントムを用いたガイドワイヤの挿入実験により，本手法による形状推定結果の妥当性を検証した．実験の結果，計算機による形状推定とファントム実験で同様の結果が得られた．