Scientific area: Robótica
Desenvolvimento de um assistente robótico para neurocirurgias estereotáxicas: solução baseada no robô Sawyer
Submited 2017-01-27
Student: João Diogo Teixeira Sepúlveda       Number: a68540       Email: joaodsepulveda@gmail.com
Start date: 03/10/2016   

Supervisor:
Name: Estela Bicho Erlhagen
Email: estela@dei.uminho.pt   

Description:

Atualmente, milhões de indivíduos em todo o mundo são afetados por doenças neurológicas e neuropsiquiátricas. Este tipo de doenças é incurável, contudo existem tratamentos que permitem reduzir os seus sintomas, como a ingestão de medicamentos ministrados por médicos e a realização de neurocirurgias estereotáxicas ao cérebro dos pacientes.

Ao longo dos últimos anos, a procura de neurocirurgias estereotáxicas ao cérebro tem aumentado, contudo os centros hospitalares não têm recursos humanos e materiais que permitam responder à procura dos pacientes. O motivo do aumento deste tipo de neurocirurgias deve-se ao sucesso dos diversos procedimentos estereotáxicos no tratamento sintomático de doenças neurológicas como a doença de Parkinson, a Epilepsia, a Distonia e o Tremor Essencial. Entre os procedimentos estereotáxicos realizados constam a Estimulação Cerebral Profunda, a Estereoeletroencefalografia, a Ablação e a Biópsia. Estes procedimentos são extensos e complexos, pelo que são necessárias novas soluções que permitam a redução do tempo das neurocirurgias estereotáxicas e que melhorem o resultado das mesmas.

Desde a primeira integração de um robô em neurocirurgias estereotáxicas, têm sido desenvolvidos sistemas robóticos com a capacidade de colaboração com os neurocirurgiões. Os sistemas robóticos além de realizar movimentos com maior precisão, estabilidade, destreza e segurança também proporcionam a redução do tempo da operação, fazendo com que mais pacientes possam ser elegíveis para neurocirurgias estereotáxicas. Porém, os sistemas robóticos disponíveis no mercado são financeiramente dispendiosos.

O objetivo desta dissertação reside na investigação da viabilidade da utilização do robô Sawyer como assistente robótico em neurocirurgias estereotáxicas. A solução a ser desenvolvida será validada num ambiente virtual, idêntico à sala de neurocirurgia do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, e validada no robô real Sawyer com o auxílio de um phantom. Durante a conceção desta solução, a facilidade de utilização, a segurança e a viabilidade económica serão aspetos tidos em consideração.

 

 


Objectives:

O principal objetivo desta dissertação reside na investigação da viabilidade da utilização do robô Sawyer como assistente robótico em neurocirurgias estereotáxicas. Deste modo, os objetivos propostos para o desenvolvimento desta dissertação são:

  • Revisão bibliográfica dos sistemas robóticos direcionados para neurocirurgias estereotáxicas.

 

  • Estudo do sistema robótico a utilizar, isto é, do robô Sawyer.

 

  • Estudo e resolução do modelo cinemático geométrico e diferencial do robô Sawyer.

 

  • Implementação de um algoritmo que permita a realização das trajetórias desejadas, evitando colisões com os elos do robô, com os equipamentos e com a equipa médica na sala de neurocirurgia.

 

  • Simulação do algoritmo num ambiente virtual idêntico à sala de neurocirurgia do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra.

 

  • Validação do algoritmo no robô real Sawyer com o auxílio de um phantom.

 

  • Desenvolvimento de uma solução intuitiva, segura, fácil de utilizar e economicamente viável.

 

Com o desenvolvimento deste trabalho pretende-se melhorar a precisão, a estabilidade, as condições de trabalho da equipa médica e o resultado dos procedimentos neurocirúrgicos. Através da solução que se pretende integrar no robô Sawyer, o tempo das neurocirurgias estereotáxicas será diminuído, o cansaço da equipa médica reduzido, a probabilidade de infeções para o paciente atenuada e o número de pacientes eleitos para este tipo de neurocirurgias aumentado. Além disso, uma solução de baixo custo torna-se acessível para qualquer centro hospitalar proporcionando a democratização do uso destas tecnologias.

 

 


Keywords:
Neurocirurgia estereotáxica, Assistente robótico, Robô Sawyer

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