Real-time shape sensing bij katheterablatie

Katheterablatie is een medische ingreep om een abnormale elektrische verbinding te onderbreken of om een structuur in het hart zodanig te wijzigen dat geen ritmestoornissen meer optreden. Hartritmestoornissen kunnen leiden tot hartfalen of hartstilstand. Katheterablatie is een zeer effectieve methode om hartritmestoornissen te verhelpen die in Nederland gemiddeld 30 keer per dag uitgevoerd.
Katheterablatie wordt uitgevoerd met röntgendoorlichting om de positie van de katheter te controleren. De röntgenstraling is schadelijk voor zowel de patiënt als de operateur. Het Haga ziekenhuis in Den Haag heeft een nieuwe unieke faciliteit waar ablaties uitgevoerd kunnen worden in een MRI scanner. Met dit project willen we onderzoeken hoe de positie en vorm van het uiteinde van de katheter ook tijdens een ablatie in de MRI real-time bepaald kan worden, zodat de operateur de operatie efficiënt kan laten verlopen.
Optische sensoren lenen zich hier heel goed voor omdat ze niet verstoord worden door het sterke magneetveld van de MRI. Er bestaan systemen die met behulp van glasvezels de vorm en positie van katheters kunnen weergeven, maar deze zijn zeer kostbaar en niet toegespitst op het gebruik bij disposable ablatie-katheters in een MRI.
In dit project onderzoeken wij de potentie van een voor deze toepassing specifieke glasvezel-gebaseerde oplossing, waarmee alleen de vorm van het uiteinde van de katheter wordt gemeten en gevisualiseerd, en die bruikbaar is in combinatie met een MRI. Het beoogde resultaat is een prototype van een systeem dat tegen lagere kosten met optische sensoren de vorm en positie van de katheter in een MRI kan weergeven.
De projectpartners dragen met hun expertise bij aan de realisatie van dit prototype: fotonica in medische toepassingen (Haagse Hogeschool), sensoren gebaseerd op FBGs (VanderHoekPhotonics), en de medische praktijk en testfaciliteiten (Haga Ziekenhuis ablatiecentrum).

Eindrapportage

structuur in het hart zodanig te wijzigen dat geen ritmestoornissen meer optreden. Hartritmestoornissen kunnen leiden tot hartfalen of hartstilstand. Katheterablatie wordt in Nederland gemiddeld 30 keer per dag uitgevoerd, meestal in combinatie met röntgendoorlichting om de positie van de katheter weer te geven. De röntgenstraling is schadelijk voor zowel de patiënt als de operateur. Het Haga ziekenhuis in Den Haag heeft een nieuwe unieke faciliteit waar ablaties uitgevoerd kunnen worden in een MRI scanner. Bij de ablatie kan de laatste 10 cm van de katheter worden gekromd voor de juiste positionering in het hart. De katheter zelf is echter niet zichtbaar in de MRI, wat nauwkeurig positioneren belemmert.

De onderzoeksvraag in de project was hoe we de kromming van het uiteinde van de katheter realtime in een MRI kunnen meten en visualiseren. Door een modelsysteem te ontwikkelen hebben wij onderzocht of optische sensoren, gebaseerd op fiber Bragg gratings (FBG) geschikt zijn om kromming te meten. Optische sensoren lenen zich hier goed voor omdat ze niet verstoord worden door het sterke magneetveld van de MRI.
Het modelsysteem bestaat uit een glasvezel met een 4-tal FBGs die op een drager gelijmd is. Door het systeem te buigen ontstaat rek in de glasvezel, die met de FBGs wordt gemeten. Na kalibratie bleek het systeem goed in staat om een (variabele) kromming over een lengte van10 cm goed weer te geven. Daarbij is ook een user interface ontwikkeld waarin de kromming realtime gevisualiseerd wordt.
In dit project hebben het lectoraat Fotonica van De Haagse Hogeschool, VanderHoekPhotonics en Haga Ziekenhuis hun expertises gebundeld. Een demonstratie van de sensor in de MRI van Haga is nog in voorbereiding.