Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №2, 2025 / с. 30-34

Влияние отклонений геометрических параметров на точность расчета трехмерных координат в системах флюороскопической навигации

Д.А. Маурер, С.В. Жарый, Н.М. Федотов, А.А. Шелупанов


Аннотация 

Трехмерное картирование сердца – это неотъемлемая часть системы визуализации при лечении аритмии. Однако рентгеновские флюороскопические системы являются основным контрольным способом визуализации, позволяющим определять лишь две координаты инструмента. В данной статье проведено моделирование влияния ошибки геометрических параметров штатива на определение трехмерных координат объекта. Результаты моделирования показывают снижение точности в рабочей области на 10 % при искажении геометрии на 1 %.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Данил Александрович Маурер, мл. научный сотрудник, 
Сергей Викторович Жарый, канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, 
Николай Михайлович Федотов, канд. техн. наук, зав. лабораторией, лаборатория безопасных биомедицинских технологий, Центр технологий безопасности, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 
Александр Александрович Шелупанов, д-р техн. наук, зав. кафедрой, кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, 

Список литературы

1. Deyell M.W., AbdelWahab A., Angaran P. et al. 2020 Canadian Cardiovascular Society. Canadian Heart Rhythm Society position statement on the management of ventricular tachycardia and fibrillation in patients with structural heart disease // Canadian Journal of Cardiology. 2020. Vol. 36. № 6. PP. 822-836. 
2. Savelieva I., Fumagalli S., Kenny R.A. et al. EHRA expert consensus document on the management of arrhythmias in frailty syndrome, endorsed by the Heart Rhythm Society (HRS), Asia Pacific Heart Rhythm Society (APHRS), Latin America Heart Rhythm Society (LAHRS), and Cardiac Arrhythmia Society of Southern Africa (CASSA) // Europace. 2023. Vol. 25. № 4. PP. 1249-1276. 
3. Goren A., Liu X., Gupta S. et al. Quality of life, activity impairment, and healthcare resource utilization associated with atrial fibrillation in the US National Health and Wellness Survey // PloS one. 2013. Vol. 8. № 8. P. e71264.
4. Winkle R.A., Mead R.H., Engel G. et al. Physician-controlled costs: The choice of equipment used for atrial fibrillation ablation // Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology. 2013. Vol. 36. PP. 157-165. 
5. Sra J., Krum D., Choudhuri I. et al. Identifying the third dimension in 2D fluoroscopy to create 3D cardiac maps // JCI insight. 2016. Vol. 1. № 21. P. e90453. 
6. Niazi I., Erickson L., Chaudhari A. et al. Cryoballoon pulmonary vein isolation and roof and posterior wall debulking using Navik 3D™: A new technique for atrial fibrillation ablation // The Journal of Innovations in Cardiac Rhythm Management. 2020. Vol. 11. № 1. P. 3975. 
7. Sirenko P., Zhariy S., Fedotov N. et al. Convolutional Neural Networks for Biplane X-ray Radioscopy Image Analysis in Cardiac Surgery Instrument Navigation System / 2022 Ural- Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT). IEEE, 2022. PP. 032-035. 
8. Wagner M.G., Periyasamy S., Schafer S. et al. Method for 3D navigation of airways on a single C-arm using multi-sweep limited angle acquisition and frame-by-frame device reconstruction / Medical Imaging 2021: Image-Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling. SPIE, 2021. Vol. 11598. PP. 162-170. 
9. Wagner M.G., Periyasamy S., Schafer S., Laeseke F., Speidel M.A. Three-dimensional catheter navigation of airways using continuous-sweep limited angle fluoroscopy on a C-arm // Journal of Medical Imaging. 2021. Vol. 8. № 5. PP. 055001-055001. 
10. Федотов Н.М., Оферкин А.И., Буллер А.И. и др. Способ и устройство визуализации в кардиохирургии / Патент на изобретение № 2607948. Патентообладатель: ООО «Лаборатория медицинской электроники «Биоток» (RU). 2017. 
11. Wagner M.G., Periyasamy S., Schafer S. et al. Mobile C-Arm with a CMOS detector: Technical assessment of fluoroscopy and Cone-Beam CT imaging performance // Medical Physics. 2018. Vol. 45. № 12. PP. 5420-5436. 
12. Sheth N.M., De Silva T., Uneri A. et al. A mobile isocentric C-arm for intraoperative cone-beam CT: Technical assessment of dose and 3D imaging performance // Medical Physics. 2020. Vol. 47. № 3. PP. 958-974. 
13. Flouris K., Jimenez-del-Toro O., Aberle C. et al. Assessing radiomics feature stability with simulated CT acquisitions // Scientific reports. 2022. Vol. 12. № 1. P. 4732. 
14. Palenstijn W.J., Batenburg K.J., Sijbers J. The ASTRA tomography toolbox / 13th International Conference on Computational and Mathematical Methods in Science and Engineering. CMMSE, 2013. Vol. 4. PP. 1139-1145. 
15. Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И. Анатомия че- ловека. Учебник. – М.: Медицина, 1985. 
16. Mohammadi S., Hedjazi A., Sajjadian M. et al. Study of the normal heart size in Northwest part of Iranian population: A cadaveric study // Journal of cardiovascular and thoracic research. 2016. Vol. 8. № 3. P. 119. 
17. Таджибаева Д.Р., Сулаймонова Д.Р. Физиология сердца и изменения сердечного ритма при физической нагрузке // Теория и практика современной науки. 2020. № 6 (60). C. 344-347. 
18. Bourier F., Fahrig R., Wang P. et al. Accuracy assessment of catheter guidance technology in electrophysiology procedures: A comparison of a new 3D-based fluoroscopy navigation system to current electroanatomic mapping systems // Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 2014. Vol. 25. № 1. PP. 74-83. 
19. Gepstein L., Hayam G., Ben-Haim S.A. A novel method for nonfluoroscopic catheter-based electroanatomical mapping of the heart: In vitro and in vivo accuracy results // Circulation. 1997. Vol. 95. № 6. PP. 1611-1622. 
20. Wittkampf F.H., Wever E.F., Derksen R. et al. Accuracy of the LocaLisa system in catheter ablation procedures // Journal of Electrocardiology. 1999. Vol. 32. PP. 7-12. 
21. Deno D.C., Bhaskaran A., Morgan D. et al. High-resolution, live, directional mapping // Heart Rhythm. 2020. Vol. 17. № 9. PP. 1621-1628. 
22. Butcher C., Roney C., Wharmby A. et al. In atrial fibrillation, omnipolar voltage maps more accurately delineate scar than bipolar voltage maps // JACC: Clinical Electrophysiology. 2023. № 9 (8). PP. 1500-1512.