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Presentación neuropanacea

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Presentación neuropanacea

  1. 1. NeuroPanacea Sistema de Navegación Quirúrgica Electromagnética Dr. Guillermo Montilla, Dr. Iván Jara Centro de Procesamiento de Imágenes - Universidad de Carabobo Valencia - Venezuela
  2. 2. Antes de NeuroPanacea
  3. 3. El estudio de TAC fue registrado con un marco Leksell usando una transformada con 12 grados de libertad. El usuario interactúa con la cánula y el blanco en ambos espacios 2D y 3D. Todos los elementos gráficos están interconectados en movimiento en 2D y 3D. Cualquier número de ventanas pueden ser abiertas con vistas axiales, coronales o sagitales. También tres vistas ortogonales en la posición del blanco, dos de ellas conteniendo a la cánula. A la derecha se muestra el proceso de captura en un escáner Emotion con un marco Micromar instalado. Planificación y Simulación de una Cirugía con Marco Estereotáxico
  4. 4. El proceso quirúrgico se simula sobre un estudio de RMN, con el registro previo TAC-RMN. EL usuario interactúa con la cánula y el blanco en ambos espacios 2D y 3D. Los elementos gráficos están interconectados en su movimiento. Se muestran tres vistas ortogonales, dos de ellas contienen la cánula. El punto de entrada a nivel de la piel es detectado automáticamente. Simulación de una Cirugía utilizando Imágenes de RMN
  5. 5. La cirugía se simula sobre un modelo del paciente obtenido de un estudio de RMN, el cual fue previamente registrado con el estudio de TAC. El especialista interactúa mezclando imágenes de TAC y RMN sobre el área de planificación. Las imágenes superiores muestran el blanco posicionado sobre una referencia anatómica para verificar la calidad del registro. Todos los elementos gráficos están interconectados en movimiento en 2D y 3D. Las coordenadas estereotáxicas del blanco y el punto de entrada son desplegadas en la última ventana. Simulación de una Cirugía utilizando Imágenes de TAC y RMN
  6. 6. Primera cirugía de una mujer con 55 años de edad con una enfermedad llamada Aracnoidoceles. Realizada en el Hospital Metropolitano del Norte de la ciudad de Valencia-Venezuela. La figura muestra las imágenes originales de TAC a la derecha, dos vistas oblicuas con la trayectoria planificada, y la visión 3D con el modelo del paciente, el marco estereotáxico y la cánula. Primera Cirugía Planificada
  7. 7. NeuroPanacea Navegador Quirúrgico Electromegnético Neurocirugía y Otras Cirugías
  8. 8. Adquisición de las Imágenes Modelado y Planificación Cirugía Simulación Cirugía por Navegación – Navegación Quirúrgica – Esquema del Proceso Registro
  9. 9. NeuroPanacea es un sistema de cirugía asistida por computador basado en navegación electromagnética para ser aplicado en neurocirugías y otras cirugías. NeuroPanacea se basa en los siguientes elementos: (1) La plataforma Dockdotnet (2) Plugins (3) Contenidos (4) Máquinas de estado para los procesos críticos (5) Persistencia (6) Elementos para vigilar la precisión. NeuroPanacea
  10. 10. <ul><li>El sistema se desarrolló en el lenguaje C# sobre .NET </li></ul><ul><li>Contiene envolturas para bibliotecas diseñadas en C++ </li></ul><ul><li>Utiliza las bien conocidas bibliotecas VTK, ITK y DCMTK </li></ul><ul><li>El programa se alojó en la plataforma Dockdotnet que suministra ventanas reubicables de dos tipos </li></ul><ul><li>Paneles para alojar elementos de control </li></ul><ul><li>Ventanas para documentos </li></ul>Algunas Características Técnicas Panel Panel Documento
  11. 11. Ambiente del Programa con Modelo del Paciente Panel de calibración y Registro (izquierda) Botones de aplicación (derecha) Modelo del paciente (TAC) Cubo de selección de región Punta de prueba interactiva para planificación Paleta de colores (plano de intensidad-gradiente)
  12. 12. Ambiente del Programa con Modelo del Paciente Panel de calibración y registro (izquierda) Botones de aplicación (derecha) Modelo del paciente (TAC) Cubo de selección de región Lápiz con sensor electromagnético Fiduciarios rojos
  13. 13. Ambiente del Programa con Modelo del Paciente Árbol DICOM (izquierda) Botones de aplicación (derecha) Modelo del paciente (RMN) Cubo de selección de región Punta de prueba interactiva para planificación Paleta de colores (plano de intensidad-gradiente) Cubo de selección de región Punta de prueba interactiva para planificación Paleta de colores (plano de intensidad-gradiente)
  14. 14. Ambiente del Programa con una Serie de Cortes Árbol DICOM (izquierda) Botones de aplicación (derecha) Imagen de un Plano Axial (RMN) Controles de: Desplazamiento, Zoom, Rotación, Ventana de Gris, Corte
  15. 15. Todas las funcionalidades se suministran a través de los plugins . Hasta el momento el sistema cuenta con los siguientes plugins: (1) Lector de Archivos DICOM y DICOMDIR (2) Funciones de Transferencia para Textura 3D (3) Cubo de Selección de Región de Interés (4) Planos de Corte Axial, Sagital, Coronal, Longitudinal, Transversal (5) Cánula de Prueba Interactiva (6) Mediciones (7) Sistema de Navegación Electromagnética (8) Calibración y Registro (9) Precisión para Marcadores Externos y Anatómicos (10) Modelado de Anatomías Diseño basado en Módulos llamados Plugins
  16. 16. Vistas Real y Modelada Comparar la posición de la sonda de medición, en el mundo real y en el modelo, al tocar un tumor simulado. El error de posición es de 1.1 mm. Se quitó la tapa del cráneo, parte de ella sale a la derecha.
  17. 17. La navegación se basa en un campo electromagnético que envuelve un volumen del ambiente quirúrgico, se utilizan dispositivos miniaturizados (0.5 mm) que alojan juegos de tres bobinas que son localizadas en el interior de campo, con seis grados de libertad. Se utilizaron dos sistemas de navegación comerciales de la misma empresa. (1) El “Minibird” con un sensor de 5 mm, y (2) el “3D Guidance” con dos sensores miniatura de 0.5 mm. Los sensores se alojan sobre un lápiz diseñado para nuestro sistema, y sobre una cánula utilizada en neurocirugìa. Proceso para registrar al paciente con las imágenes y los modelos. Localizador electromagnético MiniBird. Navegación
  18. 18. Cubo de Calibración Se utiliza para verificar la precisión antes de cada cirugía.
  19. 19. Verificación del Error
  20. 20. Verificación del Error
  21. 21. Marcadores colocados sobre un Modelo de Pruebas
  22. 22. Marcadores colocados sobre el Paciente
  23. 23. Marcadores adheridos a la superficie del Modelo Las esferas azulas representan los marcadores virtuales
  24. 24. Proceso de Registro de los Marcadores Siete marcadores reales o del paciente (rojos) y siete marcadores virtuales o de las imágenes (azules). Los verdes se excluyen del proceso de registro. Se agrega un plano axial. Error de registro 0.95 mm rms. Mínimo 0.44 mm Máximo 1.3 mm.
  25. 25. Visualización 3D Modelo y sonda electromagnética ubicada sobre un tumor simulado Se agrega un plano coronal que pasa por el extremo de la sonda.
  26. 26. Se agrega un plano sagital que pasa por el extremo de la sonda. Sonda y planos sagital y axial Visualización 3D
  27. 27. Interactividad de los Planos A la izquierda la sonda electromagnética mueve los tres planos de corte. A la derecha la punta de prueba (que es un modelo movido por el mouse) mueve los tres planos de corte.
  28. 28. Planificación La punta de prueba junto con los planos de corte y el modelo 3D se pueden utilizar para planificar el acceso hasta el blanco anatómico.
  29. 29. Planificación La punta de prueba junto con los planos de corte coronal y sagital, a la izquierda, y el plano axial a la derecha.
  30. 30. Planificación La punta de prueba junto con un plano de corte longitudinal.
  31. 31. http://es.youtube.com/watch?v=sDa7fMH-FXM http://www.youtube.com/watch?v=c58etXWWoDA http://www.noticias24.com/tecnologia/noticia/1703/venezolanos-desarrollan-un-neuronavegador-para-cirugias-delicadas-video/ http:// www.dailymotion.com /video/x8q96k_ neuronavegador_news Presencia en Internet Use la palabra NeuroPanacea para su búsqueda en Internet.
  32. 32. Gracias…
  33. 33. Máquinas de Estado <ul><li>NeuroPanacea utiliza programación basada en Máquinas de Estado para los procesos críticos. </li></ul><ul><li>La lámina siguiente presenta el diagrama de la máquina de estado para el Registro del Paciente. Ella permite: </li></ul><ul><li>Leer la posición de los marcadores reales y virtuales. </li></ul><ul><li>Registrar mundos real y virtual (o simulado). </li></ul><ul><li>Las máquinas de estado aseguran la estabilidad del software y que el programa siempre llegue a estados estables y conocidos. Un diseño que no se base en máquinas de estado es sumamente peligroso. </li></ul>
  34. 34. Failure On Turn On Start Capture Virtual Landmarks Start Failure Attempting Turn On Success Attempting Capturing And Validating Quantity Attempting Capturing Real Landmarks Start Capture Real Landmarks Capture Real Landmark and Validate Landmark Quantity Validated Success Attempting Reset Reset Reset Reset Success Attempting Correspondence Start Correspondence Failure Registered Attempting Register Start Capture Real Landmarks Start Capture Real Landmarks Start Registering Failure Success Start Capture Real Landmarks Start Correspondence Failure Success Failure 1 Change Tracker Landmark Visibility 2 Change Image Landmark Visibility 2 2 2 2 1 1 In Correspondence Success 2 1 Start Registering Start Correspondence Start Registering Patient Attempting Capturing Virtual Landmarks Virtual Landmark Added Stop Capture Virtual Landmarks Update Virtual Landmarks (S tarted by the LandmarkWidget ) Start Capture Virtual Landmarks Success Failure Add Phantom and Virtual Landmarks (2) Attempting Add Phanton Success Failure Add Image Landmark Content Add Tracker Landmark Content Reset F2
  35. 35. Failure On Turn On Turn Off Phantom Added Add Phantom and Virtual Landmarks Pivote Calibrated Start Pivote Calibration Start Failure Failure Attempting Turn On Success Attempting Pivote Calibration Success Attempting Capturing And Validating Quantity Attempting Capturing Real Landmarks Start Capture Real Landmarks Capture Real Landmark and Validate Landmark Quantity Validated Success Attempting Reset Reset Reset Reset Reset Reset Success Attempting Correspondence Start Correspondence Failure Registered Attempting Register Start Capture Real Landmarks Start Capture Real Landmarks Start Registering Failure Success Start Capture Real Landmarks Start Correspondence Failure Success Failure Start Pivote Calibration Start Pivote Calibration Start Pivote Calibration 1 Change Tracker Landmark Visibility 2 Change Image Landmark Visibility Add Image Landmark Content Add Tracker Landmark Content 2 2 2 2 2 1 1 2 Phantom In Correspondence Success 2 1 Start Registering Start Pivote Calibration Start Correspondence Start Registering
  36. 36. Verificación del Error Acercamiento a un fiduciario Inserción del aplicador en el cubo

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