Publication
Ultrasound based navigation and control for orthopaedic robot surgery
| dc.contributor.advisor | Martins, Jorge Manuel Mateus | |
| dc.contributor.advisor | Gonçalves, Paulo Jorge Sequeira | |
| dc.contributor.author | Torres, Pedro | |
| dc.date.accessioned | 2015-02-23T14:51:45Z | |
| dc.date.available | 2015-02-23T14:51:45Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description | Thesis approved in public session to obtain the PhD Degree in Mechanical Engineering. Universidade de Lisboa. Instituto Superior Técnico | por |
| dc.description.abstract | A Robótica cirúrgica é uma área em expansão, contribuindo para o aumento da precisão e exatidão dos procedimentos cirúrgicos, além de produzir resultados mais confiáveis e reprodutíveis, minimizando a invasividade, reduzindo as complicações e melhorando a segurança dos pacientes, comparativamente com as técnicas convencionais. A navegação dentro da sala de operações é primordial para o sucesso dos sistemas robóticos. Neste contexto é proposto um novo sistema de navegação, usado na malha de controlo, de um sistema robótico co-manipulado, dedesenvolvido para auxiliar os cirurgiões ortopédicos. Embora possa ter outras aplicações, o sistema foi desenvolvido para realizar um furo na cabeça do fémur, necessário ao implante do fio guia na cirurgia de substituição parcial da anca. Durante a cirurgia, a posição e orientação do osso é obtida através de um processo de registo entre as imagens de US adquiridas em tempo real e o modelo CT do fémur, previamente carregado no pré-operatório. Contrariamente aos sistemas cirúrgicos atuais, não usa nenhum tipo de implante no osso para localizar o fémur, mas sim marcadores passivos colocados na sonda e no robô, e um sistema de medição óptico para medir as suas posições 3D. Os testes experimentais de validação foram realizados num phantom de um fémur humano. | por |
| dc.description.abstract | Abstract: Surgical Robotics is an expanding area, contributing to the increased precision and accuracy of surgical procedures, besides producing more reliable and reproducible results, minimizing the invasiveness, reducing complications and improving patient safety, compared with conventional techniques. Navigation within the operating room is fundamental to the success of robotic systems. In this context a new navigation system, used in the control loop, to co-manipulate a robotic system developed to assist orthopaedic surgeons, is proposed. Although it may have other applications, the system is designed to perform a hole in the femur head, necessary to implant the initial guide wire used in Hip Resurfacing surgery. During the surgery, the bone position and orientation is obtained through a registration process between a set of US images acquired in real time and the CT femur model, preloaded pre-operatively. Contrary to current surgical systems, it does not use any type of implant in the bone, to localize the femur, but passive markers, of an optical measurement system, placed on the probe and the robot to measure their 3D poses. Experimental validation tests were performed on a human’s femur phantom, validating the proposed system. | por |
| dc.identifier.tid | 101353588 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.11/2719 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.subject | Artroplastia da anca | por |
| dc.subject | Robôs de cirurgia | por |
| dc.subject | Cirurgia guiada por imagem | por |
| dc.subject | Ultrasonografia | por |
| dc.subject | Processamento de imagens médicas | por |
| dc.subject | Segmentação de imagem | por |
| dc.subject | Reconstrução de superficie 3D | por |
| dc.subject | Registo baseado em superfície | por |
| dc.subject | Controlo visual | por |
| dc.subject | Seguimento baseado em imagem | por |
| dc.subject | Hip arthroplasty | por |
| dc.subject | Surgical robotics | por |
| dc.subject | Image-guided surgery | por |
| dc.subject | Ultrasound imaging | por |
| dc.subject | Medical image processing | por |
| dc.subject | Image segmentation | por |
| dc.subject | 3D surface reconstruction | por |
| dc.subject | Surface-based registration | por |
| dc.subject | Visual servoing | por |
| dc.subject | Image-based tracking | por |
| dc.title | Ultrasound based navigation and control for orthopaedic robot surgery | por |
| dc.type | doctoral thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| person.familyName | BAPTISTA TORRES | |
| person.givenName | PEDRO MIGUEL | |
| person.identifier | K-5331-2015 | |
| person.identifier.ciencia-id | 2711-E707-519C | |
| person.identifier.orcid | 0000-0003-4835-5022 | |
| person.identifier.scopus-author-id | 56261515100 | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | doctoralThesis | por |
| relation.isAuthorOfPublication | 9d9ad49f-3c45-4a99-be21-7f13965c2628 | |
| relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery | 9d9ad49f-3c45-4a99-be21-7f13965c2628 | |
| thesis.degree.discipline | Mechanical Engineering | por |
| thesis.degree.level | PhD Degree | por |
| thesis.degree.name | PhD Degree in Mechanical Engineering | por |