Técnicas imagiológicas para tele-ecografia assistida por robô

Abstract

O objectivo deste trabalho consiste na reconstrução tridimensional (3D) de objectos a partir de um conjunto de imagens ecográficas obtidas a partir de movimentos de rotação de uma sonda ecográfica, acoplada na extremidade de um robô manipulador. A cada imagem adquirida foi extraída a sua matriz de transformação respectiva que dá a informação da sua posição e orientação relativamente à base do robô. O objecto de estudo foi um balão convencional em forma de coração, cheio de água que por sua vez foi mergulhado em água. Como estudo inicial, foi tida em conta informação acerca da manipulação robótica e controlo da sonda ecográfica no seu espaço de tarefa. Seguidamente, foram abordadas temáticas de processamento de imagem médica ecográfica, nomeadamente ecocardiográfica, e assim o levantamento das características e problemáticas que esse tipo de imagem implicava. Foram estudados vários métodos de segmentação de imagem bidimensional de ecocardiografia, entre eles, o método de level set de Chan e Vese e o método de Kass e Terzopoulos baseado em modelos de snakes. O modelo de Chan e Vese não foi completamente satisfatório para a segmentação das cavidades cardíacas, não fornecendo cavidades cardíacas fechadas. Por sua vez, o modelo snake funcionou muito bem na segmentação das imagens ecográficas do balão, induzindo uma reconstrução 3D offline de uma estrutura. Este trabalho passou também por um abrangente estudo científico que levou à implementação e simulação de um algoritmo de reconstrução 3D offline em linguagem Matlab2009b, fazendo uso das posições dos contornos obtidos da segmentação de Kass e Terzopoulos. Foram ainda realizados vários testes experimentais que validaram o método de reconstrução 3D proposto. Estes resultados abrem caminho para uma reconstrução 3D em tempo real de imagens ecográficas, utilizando um sistema robótico