Fjernstyrt ultralyd. Kim Mathiassen 1,2, Ole Jakob Elle 1,2. Ins=tu> for informa=kk University i Oslo. Intervensjonssenteret Oslo universitetssykehus

Transkript

1 Fjernstyrt ultralyd Kim Mathiassen 1,2, Ole Jakob Elle 1,2 1 Ins=tu> for informa=kk University i Oslo 2 Intervensjonssenteret Oslo universitetssykehus

2 Innhold Medisinsk ultralyd Tele- ekkografi Forskning ved IVS

3 Medisinsk ultralyd Diagnos=kk Gravidited Kardiologi Abdominal Biopsi Behandling Ablasjon Veskedrenasje [

4 Ultralyd bildegenerering Høyfrekvente lydbølger, 2 18 MHz Kontakt mellom probe og pasient med gel Bilde ved at bølgene blir reflektert =lbake [ [Sites 2007]

5 Ultralydundersøkelse Krever spesialisering og erfaring Vanskelig for utrente å gjennomføre [www. insideradiology.com.au]

6 Robo=sert ultralyd Ultralydproben holdes av en robot Doktoren styrer roboten Mo=vasjon Forhindrer skulderskade Tele- medisin Automa=sering av oppgaver [Abolmaesumi 2002]

7 Samhandlingsreformen i kortversjon Hva er samhandlingsreformen? Viser vei framover. Gir helsetjenesten ny retning. Forebygge framfor bare å reparere Tidlig innsats framfor sen innsats Få ulike ledd i helsetjenesten =l å jobbe bedre sammen Fly%e tjenester nærmere der folk bor Flere oppgaver 7l kommunene og penger 7l å u:øre dem. Samle spesialiserte fagmiljøer som er sterke nok Bedre for pasientene - sterkere brukermedvirkning

8 Tele- Ekkografi [Curreges 2008]

9 Tele- medisin og samhandlingsreformen Kan undersøke pasientene på lokalt legekontor Kan be om assistanse om nødvendig Reduserer reise og vente=d for pasientene Frigjør ressurser for spesialhelsetjenesten [stordny>.no]

10 Roboso_ Tele- Ekkografi Kommersielt produkt Basert på flere forskningsprosjekter Le> og mobilt system Styres av en virtuell probe Systemet holdes på plass av en person En aær sikrer konstant kontakt mellom probe og pasient [roboso_.fr]

11 European Space Agency Flere forsknings- prosjekter på ultralyd i verdensrommet Skal kunne diagnos=sere astronauter Skal øke sikkerheten =l astronautene på ISS [spaceinimages.esa.int]

12 Robotsystem for tele- ekkografi UR5 robot fra Universal Robots Kra_sensor fra ATI- IA Bruker en vanlig ultralydmaskin Video hentes inn med en frame grabber Proben monteres på roboten

13 Probe montering 3D printet probeholder Kan holde de fleste typer prober

14 Kra_styring Må ha kontakt mellom probe og pasient for å få blider Ufordrende å kra_styre UR5 lav oppdaterings- frekvens (125 Hz) Stor masse montert på ka_sensoren

15 Kra_styring

16 Kra_styring

17 Hap=kk Brukeren føler kra_en som roboten bruker på pasienten Phantom Omni som master UR5 som slave

18 Hap=kk Forward flow Master kra_styrt 3 DoF Slave fartsstyrt 6 DoF

19 Nåltracking

20 11. april Method Es=mate the needle axis using modified version of [1] Extract 5 features along the needle axis Weight the features in a linear func=on The Linear func=on represents likelihood of needle =p Maximum of the linear func=on gives the =p posi=on [1] S. Okazawa, R. Ebrahimi, J. Chuang, R. Rohling, and S. Salcudean, Methods for segmen=ng curved needles in ultrasound images, Medical image analysis, vol. 10, no. 3, pp , 2006.

21 11. april 2011 Experiment 6 inser=ons into corn flour and water phantom 8 inser=ons into ex vivo pig muscle Needle and probe tracked by IR tracking Weight in linear func=on op=mized using Gene=c Algorithm 21

22 Results 11. april

23 23 Method Experiments 14 needle inser=ons into phantom and ex vivo muscle Needle and probe tracked with IR tracking Find needle axis using [1] Find needle =p using [2] Filter =p posi=on using a Kalman filter Use =p es=mate to define the Region of Interest (ROI) for finding the axis [1] Okazawa et. al., 2006 [2] Mathiassen et. al Results 95% Conf. Int. Original Modified Θ 6.6 deg 4.2 deg pn 18.7 mm 4.4 mm pp 4.4 mm 1.7 mm p 18.9 mm 4.5 mm

24 11. april Results Algorithm has lower or comparable errors compared with [2], which has a posi=on error of 2.4 ±4.0 mm, and with modified method about 1.7mm Real- =me execu=on with frame rates up to 50 Hz Results submi>ed to Interna=onal Conference on Robo=cs and Automa=on 2013 (ICRA)

25 Nåltracking

26 Visual Servoing

27 Oppsummering Medisinsk ultralyd Tele- ekkografi Forskning ved IVS