Realidade virtual em cirurgia

Transcrição

1 Realidade virtual em cirurgia

2 Avanços tecnológicos Anteriormente: Elevado número de operações não eram realizadas devido ao seu risco.

3 Avanços tecnológicos Actualmente: Novas tecnologias permitem a redução deste risco.

4 Mapeamento de Ressonância Magnética (MRI) Permite criar réplicas 3D do corpo humano; Elimina elementos irrelevantes à operação.

5 Mapeamento de Ressonância Magnética (MRI)

6 Mapeamento de Ressonância Magnética (MRI) Vantagens Diminui os efeitos colaterais; Diminui o tempo da operação e da anestesia; Minimiza a perda de sangue.

7 Mapeamento de Ressonância Magnética (MRI) Desvantagens Pessoas claustrofóbicas; Não pode ser utilizado em pessoas com qualquer tipo de materiais metálicos.

8 Mapeamento de Ressonância Magnética (MRI)

9 Construção de um modelo anatómico Mapeamento não- invasivo

10 Raios-X Projecção plana a 2D de uma estrutura a 3D Pouca informação sobre tecidos que não sejam os ossos

11 Tomografia computadorizada(ct) e MRI Pilhas de fatias virtuais Modelo 3D Ponto definido por: coordenadas verticais e horizontais e número de fatia

12 MRI: Demonstra melhor a anatomia Mais sensível aos tecidos afectados Evita que os doentes estejam sujeitos a radiações Apoia-se na medida das respostas corporais aos campos magnéticos

13 Como funciona: Campo magnético constante => rotação de protões Segundo campo magnético não constante => altera a orientação Libertação de energia

14 Como funciona: Tecidos diferentes => quantidades de energia diferentes

15 Como funciona: Produto final dividido em voxeis Voxeis semelhantes agrupados de modo a formar estruturas semelhantes

16 Resolução de ambiguidades e finalização Dificuldades na identificação das fronteiras entre tecidos Solução: novos algoritmos

17 Resolução de ambiguidades e finalização: Atlas do corpo humano incorporado Verificação por parte dos técnicost Atribuição de cores

18 Ajustamento do modelo virtual ao doente Planeamento dos procedimentos cirúrgicos rgicos Necessidade do alinhamento dos modelos segmentados com o doente;

19 Ajustamento do modelo virtual ao doente Instrumentação clássica Estrutura estereostática. tica.

20 Ajustamento do modelo virtual ao doente Estrutura estereostática tica Função: ٠ Possibilita ao cirurgião relacionar as imagens pré- operativas com o próprio prio cérebro. c

21 Ajustamento do modelo virtual ao doente Estrutura estereostática tica Vantagens: ٠ Facilita o procedimento cirúrgico rgico ao impedir o movimento da cabeça a por parte do doente. Desvantagens: ٠ Doloroso; ٠ Incómodo; ٠ É um impedimento para o cirurgião pois diminui o seu espaço o de manobra.

22 Ajustamento do modelo virtual ao doente Alternativa à estrutura estereostática tica (solução de Steven White) Luz de laser brilhante que, em forma de risca, percorre a face do doente, ajustando-se se aos contornos; Através s de um conjunto de incrementos, cada linha é capturada por uma câmara e gravada no computador ao qual esta está ligada. Conjunto de riscas que definem a superfície topológica da cara do doente

23 Ajustamento do modelo virtual ao doente Após s o armazenamento: Invoca-se um algoritmo que roda a cabeça a virtual até que a face corresponda exactamente aos contornos do laser.

24 Ajustamento do modelo virtual ao doente Perspectiva do Modelo Virtual Segunda alteração do registo do Modelo Anatómico Virtual; Calculo da posição do medico relativamente á posição do sistema de laser.

25 Ajustamento do modelo virtual ao doente Finalização Alinhamento concluído; Certificação de que as estruturas internas foram movidas sincronizadamente com a superfície da cara; Inserção da cabeça a virtual do doente num vídeo v a tempo real, que permite ao cirurgião observar as estruturas internas do doente.

26 Durante a Operação Surgem questões de extrema importância, tais como: Onde estão os limites do tumor? A A que distância se encontra o bisturi do cirurgião em relação ao córtex? c rtex? Em que direcção se deve movimentar o cirurgião a dada altura? Será que o tumor foi totalmente removido?

27 Durante a Operação O modelo obtido previamente à operação é insuficiente! É necessário que se actualizem as informações virtuais.

28 Durante a Operação Utiliza-se um bisturi que se comporta como uma sonda; Câmaras detectam os sinais luminosos da sonda; Computador comunicantes com as câmaras, calculam o efeito provocado pelo bisturi; Modelo é actualizado.

29 Durante a Operação

30 Durante a Operação Esta actualização do modelo virtual é de elevada importância para operações em zonas anatómicas flexíveis ou com elevado grau de mudança a ao longo da cirurgia.

31 Durante a Operação O cirurgião pode ver as imagens: Próximo do modelo pré-operativo; Justaposto no próprio. prio.

32 Mecanismos adicionais MRI fornece informações mais detalhadas

33 Mecanismos adicionais Muitas vezes não providencia as características anatómicas e fisiológicas necessárias.

34 Mecanismos adicionais Recorre-se a algoritmos extra: Angiogramas MR: Fornecem imagens mais fidedignas Realizados através digitalizações efectuadas ao doente.

35 Mecanismos adicionais Combinação das novas informações com o conjunto original do MRI Arranjo óptimo através s da informação mútua Computador alinha as regiões de acordo com a quantidade de informação mostrada

36 Mecanismos adicionais Urge monitorizar as regiões que controlam funções importantes Ex: Propriedades e intensidades emitidas pelas diferentes partes do córtex c são semelhantes

37 Mecanismos adicionais Resolução do problema: Estimulador magnético transcranial => par de elementos electromagnéticos ticos inofensivo e indolor Detectores de sinais electromagnéticos ticos

38 FIM