Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Faria, Carlos André de Oliveira
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/23531
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica
id RCAP_76cf50ec6c740f34d843ebe0faf04a6e
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/23531
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulationDeep brain stimulationRobotic neurosurgeryNon-redundant and redundant manipulator kinematics3D robotics simulator681.5:6161:681.5616.8-089007.52Dissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaThe objective of this dissertation is to develop an initial approach of a robotic system to play an assistive role in Deep Brain Stimulation (DBS) stereotactic neurosurgery. The robot is expected to position and manipulate several surgical instrumentation in a passive or semi-active role according to pre-operative directives and to medical team instructions. The current impact of neurological disorders sensitive to DBS, the underlying knowledge of neurostimulation and neuroanatomy, and practical insight about DBS surgery is studied to understand the ultimate goal of our project. We elaborated a state of the art search on neurosurgery robots to get the picture of what was done and what could be improved. Upon determining the optimal robotic system characteristics for DBS surgery, we conducted a search on industrial robotic manipulators to select the best candidates. The geometric and differential kinematic equations are developed for each robotic manipulator. To test the kinematic equations and the control application in a virtual operating room environment, we used the CoopDynSim simulator. Being this simulator oriented to mobile robots, we introduced the serial manipulator concept and implemented the selected robots with all specifications. We designed a control application to manoeuvre the robot and devised an initial interface towards positioning/manipulation of instrumentation along surgical trajectories, while emphasizing safety procedures. Although it was impossible to assess the robot’s precision in simulation, we studied how and where to place the manipulator to avoid collisions with surrounding equipment without restricting its flexibility.O objectivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma abordagem inicial a um sistema robótico para desempenhar um papel de assistência em neurocirurgia estereotáxica de Estimulação Cerebral Profunda (DBS). O robô deve posicionar e manipular variados instrumentos cirúrgicos de uma forma passiva ou semi-ativa de acordo com diretivas pré-operativas ou com as instruções da equipa médica. O impacto atual dos distúrbios neurológicos sensíveis a DBS, o conhecimento subjacente de neuro-estimulação e neuro-anatomia, e conhecimento prático sobre a cirurgia de DBS são estudados para concluir sobre o objectivo final do nosso projeto. Nós elaborámos uma pesquisa sobre o estado da arte em robots neurocirúrgicos para perceber o que tem sido feito e o que pode ser melhorado. Após determinar o conjunto óptimo de características de um sistema robótico para cirurgia de DBS, nós procuramos manipuladores robóticos industriais para escolher os melhores candidatos. As cinemáticas geométricas e diferenciais são desenvolvidas para cada manipulador robótico. Para testar as equações cinemáticas e a aplicação de controlo num ambiente virtual de uma sala de operações, nós usamos o simulador CoopDynSim. Sendo este manipulador orientado a robôs móveis, nós introduzimos o conceito de manipuladores em série e implementamos os robôs selecionados com todas as especificações. Nós projetamos uma aplicação de controlo para manobrar os robôs e desenvolvemos uma interface inicial no sentido do posicionamento/manipulação de instrumentação ao longo de trajetórias cirúrgicas, enfatizando os procedimentos de segurança. Embora não tenha sido possível avaliar a precisão do robô em simulação, nós estudamos como e onde posicionar o manipulador de forma a evitar colisões com o equipamento circundante sem restringir a sua flexibilidade.Bicho, E.Rito, ManuelUniversidade do MinhoFaria, Carlos André de Oliveira20122012-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/23531enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:54:24Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/23531Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:53:55.446107Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
title Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
spellingShingle Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
Faria, Carlos André de Oliveira
Deep brain stimulation
Robotic neurosurgery
Non-redundant and redundant manipulator kinematics
3D robotics simulator
681.5:61
61:681.5
616.8-089
007.52
title_short Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
title_full Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
title_fullStr Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
title_full_unstemmed Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
title_sort Robotic implantation of intracerebral electrodes for deep brain stimulation
author Faria, Carlos André de Oliveira
author_facet Faria, Carlos André de Oliveira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Bicho, E.
Rito, Manuel
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Faria, Carlos André de Oliveira
dc.subject.por.fl_str_mv Deep brain stimulation
Robotic neurosurgery
Non-redundant and redundant manipulator kinematics
3D robotics simulator
681.5:61
61:681.5
616.8-089
007.52
topic Deep brain stimulation
Robotic neurosurgery
Non-redundant and redundant manipulator kinematics
3D robotics simulator
681.5:61
61:681.5
616.8-089
007.52
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica
publishDate 2012
dc.date.none.fl_str_mv 2012
2012-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/23531
url http://hdl.handle.net/1822/23531
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799133136930471936

Registros relacionados