P1-eb_1213 – Simulador de um sistema robótico para neurocirurgia
estereotáxica
Orientadores/Supervisors: Prof. Estela Bicho Erlhagen (Univ.Minho) , Dr. Manuel Rito
(Serviço Neurocirurgia dos Hospitais da Universidade de Coimbra)
Contacts: Estela Bicho: [email protected],
Local /Workplace:
i) Dept. of Industrial Electronics, Azurem, Mobile and Anthropomorphic Robotics Lab
http://dei-s1.dei.uminho.pt/pessoas/estela/index_files/estela_bicho_facilities.htm
ii) Serviço Neurocirurgia dos Hospitais da Universidade de Coimbra
Enquadramento/Project description:
Neurocirurgia estereotáxica é a técnica utilizada para a implantação de eletrodos intracerebrais.
É uma forma minimamente invasiva de uma intervenção cirúrgica que faz uso de um sistema
de coordenadas mecânico ("a moldura") que está ligado ao crânio de modo a que o cirurgião
possa fazer furos muito pequenas no crânio, atingir pequenos alvos dentro do cérebro e
realizar sobre eles alguma ação (por exemplo, eletrodos Estimulação Cerebral Profunda ou
Stereo-EEG). Apesar de "minimamente invasiva", a neurocirurgia estereotáxica pode ser difícil
para os pacientes porque requer que estes estejam acordados durante a maior parte do
procedimento. Para a equipa de cirurgia também é muito exigente, tanto física como
psicologicamente. Um grande problema é a longa duração do processo, ao longo do qual é
necessária uma extrema precisão, estabiliddae e controlo fino. Isto é muito cansativo para o
neurocirurgião e pode também implicar perda de concentração, afectando consequentemente
resultado final. Assim, é essencial reduzir a dureza do procedimento e reduzir também a sua
duração.
Comparados aos seres humanos, os sistemas robóticos permitem uma melhor precisão e
consistência, filtragem de tremores no manuseamento de ferramentas, e não são afectados
pela fadiga.
Este projecto resultou de uma solitação directa do Serviço Neurocirurgia dos Hospitais da
Universidade de Coimbra, e tem como objectivo contribuir para o desenvolvimento de um
sistema robótico semi-activo para assistir os neurocirurgiões em operações estereotáxica
minimamente invasivas. Como exemplo concreto será tratado o problema do implante de
elétrodos intracortiais para EEG-Stereo e para o tratamento via Estimulação Cerebral Profunda
de doenças neurológicas (e.g. parkiosn, epilepsia).
No âmbito da dissertção de mestrado o objectivo é fazer o desenvolvimento de um simulador
para este tipo de neurocirúrgias roboticamente assistidas. O simulador servirá como ferramenta
de desenvolvimento do sistema robótica (e.g. planeamento do movimento do robô e testes
virtuais) e também posteriormente como ferramenta para os neurocirurgiões poderem simular
partes da cirurgia em ambiente virtual antes da cirurgia real.
O trabalho está também integrado no âmbito do Projecto Europeu PF7 Marie Curie “NETT Neural Engineering Transformative Technologies”.
Dependendo da media da/o aluna/o pode haver a possibilidade de uma bolsa de iniciação à
investigação.
Fig. 1. Primeira versão do simulador
desenvolvido no Lab. Robótica Móvel e
Antropomórfica, e que simula a sala de
Neurocirurgia do bloco operatório dos
Hospitais da Universidade de Coimbra,
bem como alguns robôs manipuladores.
Objectivos/Main goals and tasks:


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Aprender o básico de cirurgia cerebral estereotáxica;
Assistir a neurocirurgias no hospital
Contribuir para o desenvolvimento de um simulador realista que permite testar a
utilização de diferentes sistemas robóticos em neurocirurgia estereotáxica robótica
Metodologia/Methodology:
 Working visits to the hospital in order to interact with the end-users of the robotic
system (e.g. neurosurgeons, neurologists)
 Visitas de trabalho ao hospital, a fim de interagir com os utilizadores finais do sistema
robótico (neurocirurgiões, neurologistas) e assistir a neurocirurgias de modo a
identificar as tarefas que podem ser realizadas pelo robô.
 Uso de linguagens de programação (C/C++)
 Microsoft Robotics studio