Ultrasound-guided, Robotically Steerable Guidewire for Endovascular Interventions

用于血管内介入治疗的超声引导机器人可操纵导丝

基本信息

  • 批准号:
    9914884
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 71.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-04-15 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The burden of atherosclerotic vascular disease is immense among adult Americans, contributing to about 800,000 deaths per year. Chronic total occlusions (CTO) are the riskiest, most challenging, and least successful of these vascular lesions to treat with traditional stenting or endovascular devices. Procedural complexity and failure with CTO's are attributed to the lesion structure, which includes a fibrous calcific plaque on the proximal entry side of the lesion, and an irregular micro-lumen spanning its length. Passing a guidewire across this lesion is challenging, as the lateral view provided by 2D fluoroscopic imaging does not directly identify the “mouth”/entry to the lumen. The flexible tips of the guidewires bend due to multiple-impacts with stiff lesions, increasing the technical challenge with each additional attempt. Even successful procedures are time-consuming, involve chance, require prolonged patient and physician exposure to radiation and use excessive amounts of contrast. This clinical challenge is well recognized in the community. Breaking the calcium with mechanical vibrations or drilling was adopted by several, but the need for a large bore tip to house such mechanical components makes it applicable only in larger vessels. In addition, the debris resulting from such an approach carries the risk of ischemia or stroke in the distal organs. Since endovascular approaches are increasingly utilized over surgical bypass of CTO's, there is an urgent need to develop new technologies to meet this critical need! Thus, the overall goal of this project is to develop a novel steerable guidewire with a miniature forward- viewing ultrasound (US) transducer to enable real-time image-guided CTO traversal. We will address three specific aims – Sp. Aim 1: Design and develop a robotically steerable, 0.014” diameter guidewire (0.355 mm) system that can accommodate a .350 mm x .350 mm US transducer at its tip and can be steered with image feedback from the transducer. Sp. Aim 2: Design and build a forward-looking transducer for the robotically steerable guidewire and an algorithm to reconstruct an image of the encountered occlusion. Sp. Aim 3: To iteratively optimize the US-steerable guidewire design using 3D printed patient-specific models of CTO's, realistic human cadaver limbs with CTO, and a live animal model of CTO's. This project is innovative on several fronts. It represents the first use of intravascular steerable robotic guidewire capable of forward looking US imaging and image-guided navigation through vasculature and occluded vessels. The ability to steer, visualize and navigate the guidewire is highly novel and will eventually result in improvement of clinical workflow and patient treatment outcomes. This highly interdisciplinary project combines expertise in medical robotics, US imaging, pulsatile flow models and image-guided interventions in animal models, interventional cardiology, and interventional radiology. The US-guided, intravascular steerable robotic system will have significant societal impact through improved patient outcomes, reduced radiation exposure for the physician and the patient, reduced rate of procedural failures, and lower healthcare costs.
动脉粥样硬化性血管疾病给美国成年人带来了巨大的负担,导致约 每年有 800,000 人死亡,慢性完全闭塞 (CTO) 是最危险、最具挑战性且最不成功的疾病。 使用传统支架或血管内装置治疗这些血管病变的程序复杂性和 CTO 的失败归因于病变结构,其中包括近端的纤维钙化斑块 病变的入口侧,以及跨越其长度的不规则微腔,使导丝穿过该病变。 具有挑战性,因为 2D 荧光镜成像提供的侧视图不能直接识别 “嘴”/进入管腔的入口由于僵硬病变的多次撞击而弯曲。 每次额外的尝试都会增加技术挑战,即使成功的程序也很耗时, 涉及机会,需要患者和医生长时间暴露于辐射并使用过量的 相比之下,这一临床挑战在社区中得到了广泛认可。 振动或钻孔已被一些公司采用,但需要大孔径尖端来容纳这种机械 组件使其仅适用于较大的船舶此外,这种方法产生的碎片。 由于越来越多地使用血管内方法,因此存在远端器官缺血或中风的风险。 由于 CTO 的外科搭桥手术,迫切需要开发新技术来满足这一迫切需求! 因此,该项目的总体目标是开发一种具有微型前向的新型可操纵导丝。 查看超声(US)传感器以实现实时图像引导的 CTO 遍历我们将解决三个问题。 具体目标 – Sp. 目标 1:设计和开发机器人可操纵的直径 0.014 英寸的导丝(0.355 毫米) 系统可在其尖端容纳 0.350 mm x 0.350 mm US 传感器,并可通过图像进行控制 目标 2:为机器人设计并构建前瞻性传感器。 可操纵导丝和重建所遇到的遮挡图像的算法。 使用 CTO 的 3D 打印患者特定模型迭代优化 US 可操纵导丝设计, 带有CTO的逼真人体尸体肢体,以及CTO的活体动物模型 该项目在多个方面都有创新。 它代表了首次使用能够前瞻性美国的血管内可操纵机器人导丝。 通过脉管系统和闭塞血管的成像和图像引导导航 操纵、可视化的能力。 和导航导丝是非常新颖的,最终将改善临床工作流程和 这个高度跨学科的项目结合了美国医疗机器人技术的专业知识。 动物模型中的成像、脉动血流模型和图像引导干预、介入心脏病学和 美国引导的血管内可操纵机器人系统将产生重大的社会影响。 通过改善患者治疗效果、减少医生和患者的辐射暴露来产生影响, 降低程序失败率并降低医疗费用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

JAYDEV P. DESAI其他文献

JAYDEV P. DESAI的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('JAYDEV P. DESAI', 18)}}的其他基金

Steerable Robotic Endoscopic Tools for Pediatric Neurosurgery
用于小儿神经外科的可操纵机器人内窥镜工具
  • 批准号:
    10217219
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Steerable Robotic Endoscopic Tools for Pediatric Neurosurgery
用于小儿神经外科的可操纵机器人内窥镜工具
  • 批准号:
    10063219
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Ultrasound-guided, Robotically Steerable Guidewire for Endovascular Interventions
用于血管内介入治疗的超声引导机器人可操纵导丝
  • 批准号:
    10155555
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Ultrasound-guided, Robotically Steerable Guidewire for Endovascular Interventions
用于血管内介入治疗的超声引导机器人可操纵导丝
  • 批准号:
    10392386
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Image-guided Intravascular Robotic System for Mitral Valve Repair and Implants
用于二尖瓣修复和植入的图像引导血管内机器人系统
  • 批准号:
    10117090
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Identification of AF Ablation Targets via a Steerable Actuated Catheter(AFIB)
通过可操纵驱动导管 (AFIB) 识别 AF 消融目标
  • 批准号:
    9327633
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Identification of AF Ablation Targets via a Steerable Actuated Catheter
通过可操纵驱动导管识别 AF 消融目标
  • 批准号:
    8893523
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Neurosurgical Intracerebral Hemorrhage Evacuation (NICHE) Robot
神经外科脑出血清除(NICHE)机器人
  • 批准号:
    8853860
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Neurosurgical Intracerebral Hemorrhage Evacuation (NICHE) Robot
神经外科脑出血清除(NICHE)机器人
  • 批准号:
    9327628
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Neurosurgical Intracerebral Hemorrhage Evacuation (NICHE) Robot
神经外科脑出血清除(NICHE)机器人
  • 批准号:
    8684084
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:

相似国自然基金

自由曲面空间网格结构3D打印节点力学性能与智能优化研究
  • 批准号:
    52378167
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高面能量密度全3D打印微型锌离子混合电容器的构筑与储能机理研究
  • 批准号:
    22309176
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
3D打印-前端聚合反应耦合新方法构筑凝胶支架材料及其应用基础研究
  • 批准号:
    22378202
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
分层悬浮3D打印工程化类弹性蛋白用于组织工程肺脏的构建研究
  • 批准号:
    32301209
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
3D打印多孔钛合金诱导瘢痕组织膜内巨噬细胞分泌TNFα+/TGFβ1+/BMP2+组织液促进大段骨缺损修复
  • 批准号:
    82302684
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Multi-tissue type condensations for trachea tissue regeneration via individual cell bioprinting
通过单细胞生物打印进行气管组织再生的多组织类型浓缩
  • 批准号:
    10643041
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Individual cell bioprinting to generate multi-tissue type condensations for osteochondral tissue regeneration
单个细胞生物打印可生成用于骨软骨组织再生的多组织类型浓缩物
  • 批准号:
    10659772
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Modality-independent representations of object shape in macaque inferotemporal cortex
猕猴下颞叶皮层物体形状的模态无关表示
  • 批准号:
    10679530
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
Modernization of 3-dimensional printing capabilities at the Aquatic Germplasm and Genetic Resource Center
水产种质和遗传资源中心 3 维打印能力的现代化
  • 批准号:
    10736961
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
3D Bioprinted Nipple-Areolar Complex Implants
3D 生物打印乳头乳晕复合植入物
  • 批准号:
    10672784
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.66万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了