robotic 3D scanning
Dotaz
Zobrazit nápovědu
The RoScan is a novel, high-accuracy multispectral surface scanning system producing colored 3D models that include a thermal layer. (1) Background: at present, medicine still exhibits a lack of objective diagnostic methods. As many diseases involve thermal changes, thermography may appear to be a convenient technique for the given purpose; however, there are three limiting problems: exact localization, resolution vs. range, and impossibility of quantification. (2) Methods: the basic principles and benefits of the system are described. The procedures rely on a robotic manipulator with multiple sensors to create a multispectral 3D model. Importantly, the structure is robust, scene-independent, and features quantifiable measurement uncertainty; thus, all of the above problems of medical thermography are resolved. (3) Results: the benefits were demonstrated by several pilot case studies: medicament efficacy assessment in dermatology, objective recovery progress assessment in traumatology, applied force quantification in forensic sciences, exact localization of the cause of pain in physiotherapy, objective assessment of atopic dermatitis, and soft tissue volumetric measurements. (4) Conclusion: the RoScan addresses medical quantification, which embodies a frequent problem in several medical sectors, and can deliver new, objective information to improve the quality of healthcare and to eliminate false diagnoses.
- MeSH
- atopická dermatitida diagnóza MeSH
- lidé MeSH
- měření bolesti MeSH
- robotika * MeSH
- soudní vědy MeSH
- termografie * MeSH
- zobrazování trojrozměrné * MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Toto přehledné sdělení se zabývá možnostmi použití a dalšího vývoje dálkově řízených katetrizačních systémů zvláště s ohledem na použití během výkonů v intervenční srdeční elektrofyziologii; především se jedná o katetrizační ablace s ohledem na jejich potenciálně nejrozšířenější aplikaci při léčbě fibrilace síní. Samozřejmě, že nedílnou součástí aplikace robotizačních postupů je dynamický rozvoj nových zobrazovacích technik, které mají zjednodušit orientaci operatéra a zvláště zpřesnit aplikaci během provádění katetrizační ablace tak, aby se tento zákrok co nejvíce přiblížil možnostem kardiochirurga během operace na otevřeném srdci či při torakoskopických výkonech; tj. vyvinout zobrazovací techniky s možností trojrozměrného zobrazení, které také odpovídají přesným anatomickým rozhraním srdečních oddílů nebo umožnit i přímou vizualizaci během takového katetrizačního zákroku. Přesnější orientace v poměrně komplikované anatomii zvláště levé síně umožňuje docílit vyšší bezpečnost výkonu. Představujeme jednak robotizační techniky srdeční katetrizace, které se používají v klinické praxi, ale zároveň i ty, které probíhají preklinickým zkoušením a představují tak novou platformu pro možné další využití snad nejenom v podmínkách nefarmakologické léčby srdečních arytmií, ale pro další možné intervenční postupy v rámci intervenční kardiologie.
In this review we discussed new approaches in developement of the catheter ablation in respect to the most common indication, i. e. curative treatment of the atrial fibrillation. Because of this very dymamic process the new imagine technigues are developed with the capability of the three-dimension visualisation of the cardiac structures so better orientation in relatively complicated left atrial anatomy could be achieved with respect to safety of the patients. We also described new and revolutionary robot-assist technigues of cardiac catheterisation which are already clinically applied. This robot-assisted technigues represents new platform for the non-farmacological treatment of the cardiac arrhythmias but for all interventional cardiology as well.
- MeSH
- katetrizační ablace metody přístrojové vybavení trendy MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie metody MeSH
- počítačová rentgenová tomografie metody MeSH
- robotika metody přístrojové vybavení trendy MeSH
- zobrazování trojrozměrné metody přístrojové vybavení MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Computer-assisted orthopedic surgery (CAOS) systems have become one of the most important and challenging types of system in clinical orthopedics, as they enable precise treatment of musculoskeletal diseases, employing modern clinical navigation systems and surgical tools. This paper brings a comprehensive review of recent trends and possibilities of CAOS systems. There are three types of the surgical planning systems, including: systems based on the volumetric images (computer tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI) or ultrasound images), further systems utilize either 2D or 3D fluoroscopic images, and the last one utilizes the kinetic information about the joints and morphological information about the target bones. This complex review is focused on three fundamental aspects of CAOS systems: their essential components, types of CAOS systems, and mechanical tools used in CAOS systems. In this review, we also outline the possibilities for using ultrasound computer-assisted orthopedic surgery (UCAOS) systems as an alternative to conventionally used CAOS systems.
- MeSH
- chirurgie s pomocí počítače trendy MeSH
- lidé MeSH
- muskuloskeletální nemoci patofyziologie chirurgie MeSH
- ortopedické výkony trendy MeSH
- počítačová rentgenová tomografie trendy MeSH
- robotika trendy MeSH
- zobrazování trojrozměrné trendy MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Úvod: Autoři prezentují svoje zkušenosti s roboticky asistovanou pyeloplastikou (RAP). Zkušenosti s laparoskopickou pyeloplastikou získáváme od r. 2005. RAP je ve srovnání s touto metodou spojena dle našich zkušeností s několika subjektivními výhodami. Jedná se jednak o 3D obraz a hlavně lepší pohyblivost pracovních nástrojů, což velmi usnadňuje zejména rekonstrukční fázi operace. Materiál: Od března 2014 do srpna 2018 jsme na našem pracovišti provedli 50 RAP. Do dubna 2018 jsme pomocí robotického systému II. generace DaVinci® S™. provedli 47 RAP, nyní pracujeme se systémem IV. generace DaVinc® Xi™. Používáme standardně transperitoneální přístup za použití 4-5 trokarů, kdy u pacienta ležícího na boku nejprve vypreparujeme vstup pro kamerový trokar (tzv. open access), kameru používáme s 30° optikou, tlak kapnoperitoena je standardních 12 mm Hg. Pro nový robotický systém používáme tři pracovní nástroje (celkem tedy 4 x 8 mm trokar) a jeden 12 mm asistenční trokar. Přístup k ledvině je zvolen peroperačně buďto transperitoneální s uvolněním colon v Toldtově linii, nebo transmezokolický. Vypreparujeme proximální močovod až k ledvině, uvolníme ledvinnou pánvičku a provádíme tzv. "dismembered pyeloplasty" dle Hynes‑Andersona. Ta spočívá v přerušení močovodu v pelvi‑ureterální junkci (PUJ). Dle konkrétního nálezu můžeme resekovat stenotický úsek močovodu, nebo při nálezu křížící cévy močovod transponovat ventrálně od ní. Pánvička může být při výrazné hydronefróze zresekována. Rekonstrukci jsme nejprve prováděli dvěma pletenými stehy 5-0, poté jsme však přešli na monofilamentní steh 6-0 (Monocryl™). Tento má několik výborných vlastností: při rekonstrukci se netřepí, snadno se dotahuje a má relativně krátkou dobu vstřebatelnosti (do 28 dní). U všech pacientů zavádíme peroperačně DJ stent (pokud již nebyl zaveden dříve, tzv. "prestenting") a ponecháváme jej v průměru čtyři týdny. Redonův drén vždy nezavádíme (princip časné rekonvalescence, tzv. ERAS). Vhodný může být např. při resekci velké pánvičky nebo výrazných pozánětlivých změnách v okolí ledviny a močovodu. Močový katétr je ponechán obvykle pět dní. Během výkonu je používaná zvyklá (celková) anestezie a pooperační analgezie. Po operaci jsou pacienti kontrolováni pomocí ultrazvuku ledvin (UZ) za dva a devět měsíců po operaci, za rok je provedena dynamická scintigrafie. Další kontroly provádíme v 6-12měsíčních intervalech pomocí UZ. Popis prezentovaného výkonu: Jedná se o 29letou ženu vyšetřovanou pro pravostranné nefralgie. Dle CT se jedná o primární hydronefrózu bez konkrementu s výrazně opožděným vylučováním kontrastní látky ve vylučovací fázi. Statická scintigrafie ledvin, provedená pro podezření z výrazné hypofunkce ukazuje 47% relativní funkci pravé ledviny. Pacientce byl pro bolesti předoperačně zaveden DJ stent. RAP byla provedena transmezokolicky, peroperaně byly nalezeny křižující akcesorní cévy, pánvička nebyla resekována. Močovod byl transponován ventrálně, rekonstrukce byla provedena 6-0 monofilamentím vláknem a na dobu čtyř týdnů byl zaveden DJ stent. Konzolový čas byl 93 minut. Nevyskytly se žádné peri- ani postoperační komplikace. Výsledky: Průměrný věk pacientů byl 50 let (medián 31, rozmezí 12-73). V 50 % případů se jednalo o ženy a u 58 % případů se jednalo o pravostrannou pyeloplastiku. Předoperační zavedení stentu bylo provedeno u 38 % (19/50) pacientů. U 70 % pacientů byly předoperačně přítomné bolesti, u 14 % rekurentní močové infekce a 16 % bylo bez významných klinických projevů (ovšem se scintigraficky prokázanou významnou obstrukcí či alterací funkce ledviny). Průměrný konzolový čas byl 88 min. (36-153 min.). Krevní ztráty byly ve všech pří padech zcela zanedbatelné. Křižující céva byla zjištěna u 66 % pacientů. V této sestavě se nevyskytly žá dné intraoperační komplikace. Pooperační komplikace se vyskytly u čtyř pacientů. Ve třech pří padech Clavien II komplikace (nově fibrilace síní, extrapyramidové příznaky po podání Deganu u mladého pacienta a krvácení při antiagregační léčbě s nutností transfuzí). V jednom pří padě se jednalo o komplikaci Clavien IIIb (nutnost operační revize pro krvácení z vpichu po trokaru). Průměrná doba sledování pacientů byla 15,3 měsíců (ultrazvukové vyšetření ledvin za dva měsíce a za devět měsíců, dynamická scintigrafie za rok od operace, dále sledování pomocí ultrazvuku každých 6-12 měsíců). Úspěšná pyeloplastika (vymizení symptomů, zlepšení funkce, tedy stavy, kdy nebyla nutná reoperace) byla zaznamenána u 98 % pacientů. Závěr: Roboticky asistovaná pyeloplastika je efektivní minimálně invazivní metoda pro korekci obstrukce pelvi‑ureterálního přechodu. Obvykle je spojena s dlouhodobým vyřešením obstrukce u většiny operovaných pacientů.
Introduction: In this video we present our experience with robot-assisted pyeloplasty (RAP). Our first experience with laparoscopic pyeloplasty dates back to 2006. RAP brings several subjective advantages such as 3D vision and greater dexterity of laparoscopic instruments, which facilitates especially the reconstruction phase of the surgery. Material: Between March 2014 and August 2018, we performed 50 RAPs. The first 47 cases were done using 2nd generation DaVinci® S™ system. Now we work with 4th generation DaVinci® Xi™ system. Using the transperitoneal approach we start with open access for the 30° laparoscope. We use four 8mm trocars for robotic arms and one 12mm trocar for the assistant. In some patients we use transmesocolic approach. The ureter is then identified and traced cranially towards the kidney. The renal pelvis is exposed to enable dismembered pyeloplasty. We either resect the stenotic part of the proximal ureter or we place the ureter ventrally to the crossing vessels (if present). In case of large hydronephrosis the renal pelvis can be resected. Reconstruction is usually done using 6–0 Monocryl™ suture. In all patients we use the DJ stent, which is kept in place for 4 weeks. We do not always place a drain next to the kidney (ERAS principle), only in case of largely resected pelvis or inflammatory changes of surrounding tissues. The surgery is done in a standard general anaesthesia with commonly used postoperative analgesics. Ultrasound of the kidneys (US) in 2 and 9 months after surgery, diuretic scintigraphy one year post operatively and subsequent US every 6-12 months is done during the follow up. Presented case: A 29-year-old female patient was diagnosed with a right hydronephrotic kidney. The CT showed a primary hydronephrosis with no stone and significant delay in contrast excretion during the excretory phase, the cortical renal scan showed 47% split renal function of the affected kidney. Pre-stenting was done for significant loin pain. We performed transmesocolic RAP. We found accessory crossing vessels during the surgery. The renal pelvis was not resected and the anastomosis was done mostly using 6-0 Monocryl™ suture. The DJ stent was placed for 4 weeks. The console time was 93 minutes and there were no intra- and peri-operative complications. Results: Twenty-five women and 25 men with mean age 50 (median 31) were included. Rightsided pyeloplasty was done in 58% of patients. Pre-stenting was done in 38% of patients. Pain was the presenting symptom in 70% patients and recurrent UTI was present in 14% of patients. Mean console time was 88 min (36-153) and blood loss was in all patients negligible. Crossing vessels were found in 66% of patients. There were no intraoperative complications in this group. Postoperative complications were present in 4 cases (three Clavien II and one Clavien IIIb). The most serious complication was bleeding from a trokar incision that required surgical intervention. Mean follow up time was 15.3 months. The success rate (relief of symptoms, improvement of obstruction seen on scintigraphy, therefore no need for subsequent surgery) was 98% of cases. Conclusion: Robot-assisted pyeloplasty is an effective minimally invasive method for correction of ureteropelvic junction obstruction. It is usually associated with lasting resolution of obstruction in most of the patients
- Klíčová slova
- pyeloplastika, pelvi‑uretrální přechod,
- MeSH
- dospělí MeSH
- hydronefróza chirurgie MeSH
- klinická studie jako téma MeSH
- ledvinná pánvička * chirurgie patologie MeSH
- lidé MeSH
- obstrukce močovodu chirurgie MeSH
- pooperační komplikace MeSH
- roboticky asistované výkony * MeSH
- urologické chirurgické výkony metody MeSH
- výsledek terapie MeSH
- zákroky plastické chirurgie * metody MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- instruktážní filmy a videa MeSH
- kazuistiky MeSH
- MeSH
- farmakoterapie metody trendy využití MeSH
- fibrilace síní * diagnóza etiologie terapie MeSH
- katetrizační ablace * metody trendy MeSH
- koronární angioplastika metody trendy využití MeSH
- kryochirurgie metody trendy využití MeSH
- lidé MeSH
- magnetická rezonanční tomografie metody přístrojové vybavení trendy MeSH
- mapování potenciálů tělesného povrchu metody trendy využití MeSH
- počítačová rentgenová tomografie metody trendy využití MeSH
- počítačové zpracování obrazu metody trendy využití MeSH
- roboticky asistované výkony metody trendy využití MeSH
- srdeční arytmie * diagnóza klasifikace terapie MeSH
- statistika jako téma MeSH
- zobrazování trojrozměrné metody trendy využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- MeSH
- brachyterapie metody přístrojové vybavení využití MeSH
- infračervené záření MeSH
- jehlová biopsie metody přístrojové vybavení trendy MeSH
- kryoterapie metody přístrojové vybavení využití MeSH
- laserová terapie metody přístrojové vybavení využití MeSH
- lidé MeSH
- nádory farmakoterapie chirurgie radiografie MeSH
- počítačová rentgenová tomografie metody využití MeSH
- robotika trendy MeSH
- statistika jako téma metody MeSH
- teoretické modely MeSH
- video-asistovaná chirurgie metody přístrojové vybavení využití MeSH
- zobrazování trojrozměrné metody využití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Cíle: Pseudoaneurysma intrarenálních arterií (RAP) může představovat život ohrožující komplikaci, k níž může dojít po parciální resekci ledviny. Autoři hodnotí incidenci RAP, u něhož zatím nedošlo k ruptuře (detekováno pomocí trojrozměrné CT angiografie – CTA), časně po minimálně invazivní parciální resekci ledviny (včetně laparoskopické a robotické operace). Dále hodnotí možnost využití nefrometrického skóre při predikci vzniku RAP. Metody: V období od února 2012 do listopadu 2013 podstoupilo 101 pacientů s renálními tumory minimálně invazivní parciální resekci ledviny. Tři až čtyři dny po operaci byla provedena CTA a radiologové (zaslepeně) diagnostikovali RAP. Pomocí logistického regresního modelu analyzovali autoři faktory, které mohou potenciálně ovlivňovat vznik RAP. Výsledky: Míra incidence RAP časně po minimálně invazivní parciální resekci (MIPR) byla nečekaně vysoká – 21,7 % (detekováno pomocí CTA). U pacientů s RAP byl přítomen signifikantně větší tumor (p = 0,02) a významně vyšší skóre parametru N indikující blízkost tumoru k renálnímu sinu (p = 0,01) než u pacientů, u nichž nedošlo ke vzniku RAP. Multivariátní analýza však prokázala, že ani celkové nefrometrické skóre ani hodnota jednotlivých komponent neměly významný vliv na vznik RAP. Velikost tumoru představovala jediný významný nezávislý prediktor vzniku RAP po minimálně invazivní resekci ledviny. Závěr: Parametr N nefrometrického skóre představuje významný prediktor vzniku RAP podle univariátní analýzy, nikoli však podle multivariátní analýzy. Komponentu N nefrometrického skóre tedy lze považovat za jeden z faktorů užitečných pro predikci vzniku RAP.
Objectives: Renal artery pseudoaneurysm (RAP) can be a life threatening complication after partial nephrectomy. We investigated the incidence of unruptured RAP detected by 3-dimensional computed tomography arteriography (CTA) in the early period after minimally invasive partial nephrectomy (MIPN), including laparoscopic and robotic partial nephrectomy. We also examined the usefulness of nephrometry scoring system to predict the occurrence of RAP. Methods: From February 2012 to November 2013, 101 patients underwent MIPN for renal masses. CTA was performed 3–4 days after surgery, and the radiologists made a diagnosis of RAP in the blinded manner. The factors influencing the occurrence of RAP were analyzed with the logistic regression model. Results: The incidence of RAP was unexpectedly high at 21.7% when detected by CTA in the early period after MIPN. The RAP group showed a significantly larger tumor size (p = 0.02) and a significantly higher N component score (p = 0.01) compared to the No-RAP group. However, Neither the sum of nephrometry score nor each component showed significant influence on the occurrence of RAP according to the multivariate analysis. Tumor size was the only significant independent factor to predict the occurrence of RAP after MIPN. Conclusions: The N component of the nephrometry scoring system is a significant predictor for RAP by the univariate analysis, but not by the multivariate analysis. The N component of the nephrometry scoring system may be referred to as one of the factors predicting the occurrence RAP.
- Klíčová slova
- nefrometrické skóre RENAL,
- MeSH
- angiografie MeSH
- arteria renalis * radiografie MeSH
- dospělí MeSH
- hodnoty glomerulární filtrace MeSH
- karcinom z renálních buněk chirurgie MeSH
- laparoskopie statistika a číselné údaje škodlivé účinky MeSH
- ledviny anatomie a histologie chirurgie MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- miniinvazivní chirurgické výkony * statistika a číselné údaje škodlivé účinky MeSH
- multivariační analýza MeSH
- nádory ledvin chirurgie MeSH
- nefrektomie * statistika a číselné údaje škodlivé účinky MeSH
- nepravé aneurysma * diagnóza epidemiologie radiografie MeSH
- počítačová rentgenová tomografie MeSH
- pooperační komplikace MeSH
- prediktivní hodnota testů MeSH
- regresní analýza MeSH
- retrospektivní studie MeSH
- robotika MeSH
- senioři MeSH
- teplá ischemie MeSH
- zobrazování trojrozměrné MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- hodnotící studie MeSH
- srovnávací studie MeSH
Registration of laser scans, or point clouds in general, is a crucial step of localization and mapping with mobile robots or in object modeling pipelines. A coarse alignment of the point clouds is generally needed before applying local methods such as the Iterative Closest Point (ICP) algorithm. We propose a feature-based approach to point cloud registration and evaluate the proposed method and its individual components on challenging real-world datasets. For a moderate overlap between the laser scans, the method provides a superior registration accuracy compared to state-of-the-art methods including Generalized ICP, 3D Normal-Distribution Transform, Fast Point-Feature Histograms, and 4-Points Congruent Sets. Compared to the surface normals, the points as the underlying features yield higher performance in both keypoint detection and establishing local reference frames. Moreover, sign disambiguation of the basis vectors proves to be an important aspect in creating repeatable local reference frames. A novel method for sign disambiguation is proposed which yields highly repeatable reference frames.
- MeSH
- algoritmy MeSH
- datové soubory jako téma * MeSH
- robotika MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
This article aims to provide an overview on the transition from earlier laboratory automation using analytical flow approaches toward today's applications of flow methodologies, recent developments, and future trends. The article is directed to flow practitioners while serving as a valuable reference to newcomers in the field in providing insight into flow techniques and conceptual differences in operation across the distinct flow generations. In the focus are the recently developed and complementary techniques Lab-On-Valve and Lab-In-Syringe. In the following, a brief comparison of the different application niches and contributions of flow techniques to past and modern analytical chemistry is given, including (i) the development of sample pretreatment approaches, (ii) the potential applicability for in-situ/on-site monitoring of environmental compartments or technical processes, (iii) the ability of miniaturization of laboratory chemistry, (iv) the unique advantages for implementation of kinetic assays, and finally (v) the beneficial online coupling with scanning or separation analytical techniques. We also give a critical comparison to alternative approaches for automation based on autosamplers and robotic systems. Finally, an outlook on future applications and developments including 3D prototyping and specific needs for further improvements is given. Graphical abstract ᅟ.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Background and Purpose: Stereotactic arrhythmia radioablation (STAR) has been suggested as a promising therapeutic alternative in cases of failed catheter ablation for recurrent ventricular tachycardias in patients with structural heart disease. Cyberknife® robotic radiosurgery system utilizing target tracking technology is one of the available STAR treatment platforms. Tracking using implantable cardioverter-defibrillator lead tip as target surrogate marker is affected by the deformation of marker-target geometry. A simple method to account for the deformation in the target definition process is proposed. Methods: Radiotherapy planning CT series include scans at expiration and inspiration breath hold, and three free-breathing scans. All secondary series are triple registered to the primary CT: 6D/spine + 3D translation/marker + 3D translation/target surrogate-a heterogeneous structure around the left main coronary artery. The 3D translation difference between the last two registrations reflects the deformation between the marker and the target (surrogate) for the respective respiratory phase. Maximum translation differences in each direction form an anisotropic geometry deformation margin (GDM) to expand the initial single-phase clinical target volume (CTV) to create an internal target volume (ITV) in the dynamic coordinates of the marker. Alternative GDM-based target volumes were created for seven recent STAR patients and compared to the original treated planning target volumes (PTVs) as well as to analogical volumes created using deformable image registration (DIR) by MIM® and Velocity® software. Intra- and inter-observer variabilities of the triple registration process were tested as components of the final ITV to PTV margin. Results: A margin of 2 mm has been found to cover the image registration observer variability. GDM-based target volumes are larger and shifted toward the inspiration phase relative to the original clinical volumes based on a 3-mm isotropic margin without deformation consideration. GDM-based targets are similar (mean DICE similarity coefficient range 0.80-0.87) to their equivalents based on the DIR of the primary target volume delineated by dedicated software. Conclusion: The proposed GDM method is a simple way to account for marker-target deformation-related uncertainty for tracking with Cyberknife® and better control of the risk of target underdose. The principle applies to general radiotherapy as well.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH