System wspomagający niszczenie zmian nowotworowych
w jamie brzusznej technikami małoinwazyjnymi
MIAI Project
Informacje o projekcie
Dzięki środkom pozyskanym z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, przyznanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Sektorowego Innomed, nasz spółka realizuje innowacyjny na skalę światową projekt badawczo-rozwojowy dotyczący diagnostyki i terapii nowotworów w obrębie jamy brzusznej.
Metodyka spersonalizowanego modelu anatomii pacjenta
MIAI Project
Cel
Budowa spersonalizowanego modelu anatomicznego pacjenta, który ma być zastosowany w następujących etapach:
- diagnostyka,
- planowanie,
- terapia medyczna.
Opis prac
Budowa spersonalizowanego modelu anatomicznego pacjenta oparta jest na przetwarzaniu obrazów warstwowych powstałych podczas diagnostyki obrazowej pozwala:
- uprościć etap radiologii diagnostycznej dzięki wyraźnemu przedstawieniu zmian w jama brzuszna na tle najważniejszych struktur anatomicznych,
- przeprowadzić skuteczną fazę planowania leczenia poprzez tzw. plan: punkt wejścia, miejsce docelowe i potencjalna trajektoria narzędzi w jamie brzusznej biorąc pod uwagę położenie kluczowych struktur anatomicznych,
- przeprowadzić najmniej inwazyjne procedury ablacji: kierując narzędzie bezpośrednio do miejsca przeznaczenia.
Implementacja metodyki spersonalizowanego modelu pacjenta
MIAI Project
Cel
Budowa spersonalizowanego modelu anatomicznego pacjenta, który ma być zastosowany w następujących etapach:
- diagnostyka,
- planowanie,
- terapia medyczna.
Opis prac
Budowa spersonalizowanego modelu anatomicznego pacjenta oparta jest na przetwarzaniu obrazów warstwowych powstałych podczas diagnostyki obrazowej pozwala:
- uprościć etap radiologii diagnostycznej dzięki wyraźnemu przedstawieniu zmian w jama brzuszna na tle najważniejszych struktur anatomicznych,
- przeprowadzić skuteczną fazę planowania leczenia poprzez tzw. plan: punkt wejścia, miejsce docelowe i potencjalna trajektoria narzędzi w jamie brzusznej biorąc pod uwagę położenie kluczowych struktur anatomicznych,
- przeprowadzić najmniej inwazyjne procedury ablacji: kierując narzędzie bezpośrednio do miejsca przeznaczenia.
Metodyka narzędzia wspomagającego wybór terapii i planowanie zabiegu oraz wizualizacji pola operacyjnego
MIAI Project
Cel
Wdrożenie spersonalizowanego modelu anatomii pacjenta, , który ma być zastosowany w następujących etapach:
- diagnostyka,
- planowanie,
- terapia medyczna.
Opis prac
Metody komputerowego wspomagania planowania zabiegu zostaną zaimplementowane jako narzędzie, które pozwala na użycie obrazów warstwowych w formacie DICOM uzyskanych na etapie diagnostyki jako dane wejściowe i tworzą elementy pacjenta pozwalają:
- określić punkt wejścia narzędzia chirurgicznego,
- określić punkt docelowy narzędzia chirurgicznego,
- określić potencjalną trajektorię narzędzia chirurgicznego.
Modele anatomiczne w odpowiednim formacie, do wykorzystania na etapie planowania, leczenia i monitorowania.
Implementacja narzędzia wspomagającego wybór terapii i planowanie zabiegu oraz wizualizacji pola operacyjnego w czasie rzeczywistym
MIAI Project
Cel
Wdrożenie spersonalizowanego modelu anatomii pacjenta, , który ma być zastosowany w następujących etapach:
- diagnostyka,
- planowanie,
- terapia medyczna.
Opis prac
Metody komputerowego wspomagania planowania zabiegu zostaną zaimplementowane jako narzędzie, które pozwala na użycie obrazów warstwowych w formacie DICOM uzyskanych na etapie diagnostyki jako dane wejściowe i tworzą elementy pacjenta pozwalają:
- określić punkt wejścia narzędzia chirurgicznego,
- określić punkt docelowy narzędzia chirurgicznego,
- określić potencjalną trajektorię narzędzia chirurgicznego.
Modele anatomiczne w odpowiednim formacie, do wykorzystania na etapie planowania, leczenia i monitorowania.
Opracowanie protokołu diagnostyki obrazowej oraz rekordu długofalowego monitorowania stanu pacjenta, przeprowadzenie diagnostyki
MIAI Project
Cel
Prowadzenie badań klinicznych niezbędnych do oceny prototypu systemu celem przygotowania procesu rejestracji urządzenia medycznego.
Opis prac
Po zatwierdzeniu przez Komisję Etyki, zostaną przeprowadzone badania prototypowy systemu nawigacji obrazowej wspomagającego niszczenie zmian ogniskowych w jamie brzusznej, na różnych etapach użycia, które pozwalają:
- zwalidować pole widzenia systemu śledzenia położenia,
- zwalidować proces dopasowania sztywnego model anatomii i pozycji pacjenta,
- zwalidować niesztywny proces dopasowania poprzez ocenę dokładności oszacowania ruchów oddechowych,
- zwalidować proces śledzenia pozycji głowicy ultradźwiękowej w polu operacyjnym,
- zwalidować proces śledzenia igły do ablacji w polu operacyjnym.
Metoda sztywnego oraz deformowalnego dopasowania położenia pacjenta do modelu przedoperacyjnego
MIAI Project
Cel
Określenie dopasowania pozycji pacjenta podczas interwencji i przedoperacyjnego modelu anatomii pacjenta i fazy oddechowej.
Opis prac
W celu uwzględnienia deformacja ciała pacjenta podczas operacji, spowodowanego głównie przez funkcję oddechową, prowadzone będą prace w dwóch etapach:
- sztywna rejestracja – przybliżone dopasowanie układów współrzędnych modelu anatomii i pacjenta wykorzystujące sztywną globalną transformację,
- niesztywna rejestracja – algorytmy pozwalające uwzględnić lokalne odkształcenie kształtu ciała pacjenta spowodowany, między innymi, ruchami oddechowymi pacjenta.
Kolejnym ważnym krokiem będzie algorytm estymacji fazy rozwoju, umożliwiający synchronizacja procesu oddechowego z przedoperacyjnym modelu anatomii pacjenta.
Implementacja sztywnego oraz deformowalnego dopasowania położenia pacjenta do modelu przedoperacyjnego
MIAI Project
Cel
Określenie dopasowania pozycji pacjenta podczas interwencji i przedoperacyjnego modelu anatomii pacjenta i fazy oddechowej.
Opis prac
W celu uwzględnienia deformacja ciała pacjenta podczas operacji, spowodowanego głównie przez funkcję oddechową, prowadzone będą prace w dwóch etapach:
- sztywna rejestracja – przybliżone dopasowanie układów współrzędnych modelu anatomii i pacjenta wykorzystujące sztywną globalną transformację,
- niesztywna rejestracja – algorytmy pozwalające uwzględnić lokalne odkształcenie kształtu ciała pacjenta spowodowany, między innymi, ruchami oddechowymi pacjenta.
Kolejnym ważnym krokiem będzie algorytm estymacji fazy rozwoju, umożliwiający synchronizacja procesu oddechowego z przedoperacyjnym modelu anatomii pacjenta.
Opracowanie architektury czasu rzeczywistego obsługi urządzeń medycznych na bloku operacyjnym
MIAI Project
Cel
Określenie dopasowania pozycji pacjenta podczas interwencji i przedoperacyjnego modelu anatomii pacjenta i fazy oddechowej.
Opis prac
Planowane jest zintegrowanie urządzeń takich jak aparat ultrasonograficzny, kamera laparoskopowa, kamera wideo, system śledzenia położenia. Prace obejmą następujące specyfikacje:
- interfejsy sprzętowe,
- protokoły transmisji,
- oraz format danych.
Planuje się, że integracja zostanie przeprowadzona za pomocą architektury komponentów, w której niezależne elementy systemu zapewniają wymagane interfejsy do odbioru danych.
Metodyka oceny dokładności systemu nawigacji
MIAI Project
Cel
Ocena przydatności klinicznej systemu i przygotowania do przyszłego procesu certyfikacji medycznej.
Opis prac
Proponowana metodologia będzie uwzględniać dokładność: systemu śledzenia, metod segmentacji, algorytmów rejestracji. Obejmuje to metodologię kalibracji nawigacji prowadzonej obrazem oraz składniki systemu.
Dokładność zostanie zbadana w warunkach sali operacyjnej i przy użyciu między stosowanych w praktyce klinicznej urządzeń oraz fantomów pacjenta.
Implementacja metodyki oceny dokładności systemu, opracowanie dokumentacji technicznej pod kątem walidacji systemu oraz weryfikacja w warunkach klinicznych
MIAI Project
Cel
Ocena przydatności klinicznej systemu i przygotowania do przyszłego procesu certyfikacji medycznej.
Opis prac
Proponowana metodologia będzie uwzględniać dokładność: systemu śledzenia, metod segmentacji, algorytmów rejestracji. Obejmuje to metodologię kalibracji nawigacji prowadzonej obrazem oraz składniki systemu.
Dokładność zostanie zbadana w warunkach sali operacyjnej i przy użyciu między stosowanych w praktyce klinicznej urządzeń oraz fantomów pacjenta.
