Dissertação

{en_GB=Preoperative planning for conservative robotic hip surgery } {} CONFIRMED

{pt=O conflito femoro-acetabular (CFA) é uma condição médica que afeta geralmente jovens atletas que sentem dor na anca durante determinados movimentos. Normalmente, o diagnóstico é confirmado por imagens de ressonância magnética radiais e é tratado durante a cirurgia minimamente invasiva: conservadora da anca. Este procedimento requer um cirurgião ortopédico com muita experiência e destreza, pois a cabeça do fémur tem de ser desgastada de forma a corrigir a falta de esfericidade que é devido ao CFA tipo-cam. No entanto, em certos casos são necessárias cirurgias de revisão por inadequada resseção óssea, devido à falta de visualização ou planeamento. Este trabalho apresenta uma ferramenta de planeamento pré-operatório para fazer parte de uma cirurgia robótica conservadora da anca. Com esta tecnologia é possível realizar movimentos mais precisos, tornando os resultados reproduzíveis, independentemente do cirurgião, reduzindo a variação nos resultados e melhorando a segurança do paciente. Foi desenvolvida uma aplicação interativa no MATLAB®, onde o utilizador pode delinear o contorno de uma cabeça femoral saudável sobre cada imagem radial 2D do fémur não saudável, de forma intuitiva e fácil visualização. Além disso, o software pode criar com sucesso a superfície 3D que corresponde aos limites da região a ser operada, que atuará como zona de segurança na qual o robô será obrigado a trabalhar. Por fim, com a tecnologia de medição óptica NDI-Polaris_Spectra_System, o registo entre essa superfície e a superfície da cabeça femoral real foi completamente mapeado e calculado usando o algoritmo iterative closest point com um erro na ordem de 2mm., en=Femoroacetabular impingement (FAI) is a medical condition that usually affects young athletes who suffer from hip pain during certain physical activities. Typically, the diagnosis is confirmed by radial magnetic resonance imaging (MRI) and it is treated during minimally invasive surgery: conservative hip surgery. This procedure requires an orthopedic surgeon with much experience, skill and dexterity, as the femoral head bone must be drilled to correct the loss of sphericity due to the cam-type FAI. However, revision surgeries may be required mainly because of inappropriate bone resection, due to poor visualization or planning. The current project features a preoperative planning tool to be part of a robot-assisted conservative hip surgery. With robotic technology it is possible to perform more accurate movements, making results reproducible regardless of the surgeon, reducing variation in outcomes and improving patient safety. An interactive application was developed in MATLAB® in which the user can outline the contour of a healthy femoral head over each 2D radial MRI view of the unhealthy femur in a user-friendly and easy-to-view manner. In addition, the software can successfully create the 3D surface correspondent to the limits of the region to operate which will act as safety zone in which the robot arm will be constrained to work. Lastly, with the help of the optical measurement technology NDI-Polaris Spectra System the registration between this surface and the surface of the real femoral head was completely mapped and calculated using the Iterative Closest Point algorithm with an error of the order of 2mm.}
{pt=Conflito Femoro-Acetabular, Ressonância Magnética Radial, Planeamento Pré-operatório Cirúrgico, Registo, en=Femoroacetabular Impingement, Radial MRI, Preoperative Surgical Planning, Registration}

Novembro 29, 2019, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Amaral Rego

Hospital Beatriz Ângelo

Doutor

ORIENTADOR

Jorge Manuel Mateus Martins

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado