Dissertação

{pt_PT=Robotic navigation system for needle positioning in neurosurgery} {} EVALUATED

{pt=Com o recente foco em novas soluções tecnológicas em todo o mundo, o campo da neurocirurgia não se mostrou indiferente a esta mudança. Na última década diversos grupos de investigação têm desenvolvido soluções de software que permitem uma integração mais simples ao sistema complexo presente numa sala cirurgica. Um destes avanços é o conhecido protocolo de comunicação OpenIGTLink, que permite que diferentes dispositivos comuniquem entre si, independentemente da arquitectura que cada um possui internamente. Neste trabalho, o recente robot LBR Med é explorado e uma implementação compatível do protocolo OpenIGTLink é desenvolvida em Java, de forma a permitir que este sistema robótico seja integrado com os restantes dispositivos médicos, tipicamente usados num contexto hospitalar. De forma a validar os componentes desenvolvidos e criar bases para futuras iterações deste trabalho, é desenvolvida uma plataforma de navegação cirurgica que usa como módulo de visualização o 3D Slicer e a biblioteca de software Plus como modulo de recolha e processamento dos dados obtidos de todos os dispositivos. O sistema robótico baseia-se numa estrutura de controlo partilhada, através de controlo de impedancia, onde o cirurgião tem um papel ativo no posicionamento do robot, de forma a tornar a transição para um sistema deste tipo mais suave e natural. Com a introdução do registo por ultrasom é possivel criar um link entre as coordenadas internas do robot e as coordenadas internas do paciente, que pode ser classificado como um sistema de registo não evasivo., en=As the world moves towards more technological solutions, so does the field of neurosurgery. Several research groups have developed software components which add flexibility to the medical system, such as the OpenIGTLink protocol, that establishes connections between medical devices, thus allowing them to communicate between each other. In this work we try to add functionality to the new LBR Med robot by implementing a compatible version of the OpenIGTLink protocol in Java, thus allowing the robot to communicate with all the medical devices compatible with the widely used protocol. A prototype platform, to serve as a proof of concept, was developed using the 3D Slicer as a visualization tool and the Plus Toolkit to serve as a data collector. All the software was developed in a modular fashion so that researchers can further improve on top of this work. The robotic system relies on a shared control structure where the neurosurgeon is an active participant in the control of the robot, thus a seamless interaction between the robot and the physician is achieved. Due to the use of the inexpensive ultrasound modality a link between robot coordinates and physical coordinates of the OR is created, thus creating a non evasive registration procedure.}
{pt=OpenIGTLink, 3D Slicer, LBR Med, Controlo por impedancia, Localização de ultrasons, Java, en=OpenIGTLink, 3D Slicer, LBR Med, Impedance control, Tracked ultrasound, Java}

Novembro 26, 2019, 11:0

Orientação

ORIENTADOR

Jorge Manuel Mateus Martins

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Manuel Herculano Carvalho

Hospital de Santa Maria

Doutor em Medicina (MD) / Neurocirurgia