denumire proiect: image and electromagnetic de cercetare 2016 - transbite.pdf · pdf...

Click here to load reader

Post on 30-Jul-2018

221 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Denumire proiect: IMAGE AND ELECTROMAGNETIC GUIDED INNOVATIVE SYSTEM FOR TRANSBRONCHIAL BIOPSY (TransBITE)

    PN-II-PT-PCCA-2011-3.2-0482 Nr. Contract 87/2012

    1

    RAPORTARE TIINIFIC

    Etapa V

    Perioada 1 ian. 2016 20 dec. 2016

    Rezumatul etapei: Activitatea 3.3. Dezvoltare aplicatiei informatice a sistemului TransBITE (II).

    Sistemul TRANSBITE a ajuns in faza final de realizare n cadrul acestei activiti, si care cuplata cu activitatea de testare a condus la mici modificari de interfata si interactiune cu utlizatorul. Aplicatia Transbite, care s-a finalizat in aceasta activitate contine urmatoarele functii: - funcia de citire a seciunilor unui volum dintr-un set de imagistica CT sau RMN n format DICOM standard (Digital Imaging i Comunicaiilor n Medicin); - funcia care realizeaz un model digital 3D al anatomiei pulmonare i un model 3D virtual al arborelui bronic fr a utiliza etape intermediare de segmentare-extracie. - funcia de vizualizare i selecie a seciunile tomografice i modele virtuale ale mai multor inte (tumori). - achiziionare date de poziie furnizate de senzorul ncorporat n instrumentul de biopsie i marcherul activ i prelucrarea lor n timp real; - funcia de creare a camerei virtuale (n vrful forcepsului biopsie) i vizualizare n timp real a imaginilor de bronhoscopie virtuala ale modelului tridimensional virtual al arborelui bronsic, similar cu imaginea furnizata de camera video a bronhoscopului; - funcia de calibrare/orientare manual, prin care utilizatorul s poat modifica poziia (cu autorul unui mouse 3D), atunci cnd observ mici diferene ntre imaginea de bronhoscopie virtual i imaginea real video. - funcia de asistare a utilizatorului n timpul navigaiei n interiorul cilor respiratorii nguste acolo unde endoscopul nu poate intra, prin nregistrarea poziiei senzorului in mod continuu i prezentarea imaginii video real alturi de imaginea virtual generat, precum i reprezentarea traiectoriei virtuale care trebuie urmat pentru atingerea intei. Activitatea 4.1. Studii de evaluare a sistemului TransBITE

    S-au realizat studii de evaluare a sistemului Transbite cu participarea specialistilor in pneumologie si oncologie parteneri in proiect din Institutul de Pneumoftiziologie Marius Nasta Bucuresti si din Clinica de Oncologie Oncolab Craiova.

    Testele au fost impartite in doua categorii: - identificarea zonelor cu formatiuni suspicioase pe tomografii reale, prin utilizarea modulului de

    bronhoscopie virtuala a sistemului Transbite. - utilizarea simulatorului artificial cu miscare de respiratie pentru testarea componentei de navigatie

    a sistemului Transbite.

  • Denumire proiect: IMAGE AND ELECTROMAGNETIC GUIDED INNOVATIVE SYSTEM FOR TRANSBRONCHIAL BIOPSY (TransBITE)

    PN-II-PT-PCCA-2011-3.2-0482 Nr. Contract 87/2012

    2

    In cadrul acestor teste care au inclus medici rezidenti si medici specialisti au fost utilizate: modelul de simulator pulmonar cu respiratie, sistemul de tracking electromagnetic, pensa pentru biopsie nou dezvoltata cu sensor electromagnetic, un sistem de bronhoscopie clasic aflat in dotarea partenerilor, o unitate de procesare pentru achizitia imaginilor, si aplicatia software a sistemului Transbite.

    A fost evaluata capacitatea de ghidare si cresterea acuratetei in atingerea tintelor utilizand sistemul Transbite, ergonomia interfetei cu utilizatorul, precum si utilitatea instrumentului nou dezvoltat. In urma testelor au fost realizate modificari ale sistemului Transbite pentru a facilita utilizarea lui.

    Toate testele au dovedit utilitatea sistemului in special pentru medicii mai putin experimentati si pentru proceduri de bronhoscopie ce vizeaza atingerea unor zone periferice din plaman. Activitatea 4.2: Dezvoltarea prezentarii proiectului si a planurilor de diseminare Activitatea a constat in diseminarea rezultatelor proiectului i planificarea unor actiuni in scopul valorificarii comerciale a acestor rezultate. Avand in vedere complexitatea sistemului Transbite dezvoltat, care pentru utilizarea clinica presupune continuarea activitatii de cercetare inceputa in acest proiect prin ample studii clinice care necesita un considerabil efort financiar, s-a decis contactarea cu prioritate a firmelor internationale care au in portofoliu sisteme asemanatoare: Olympus Inc., Pentax Medical, Boston Scientific Inc, Fujitsu Medical, Siemens Medical Inc., Philips Medical Inc., etc. In acest scop au fost intreprinse urmatoarele activitati: - a fost contactata o firma din USA de consulting, IEC Partners (www.iecpartners.com), in scopul intocmirii unui plan de afaceri si unor intalniri cu investitori din USA. Prima prezentare a proiectului Transbite a avut loc in martie 2016 la Boston, USA, in sediul IEC Partners, de-a lungul a mai multor sedinte. In urma colaborarii cu IEC Partners a fost intocmita prezentarea pentru business-pitch pentru piata Americana. - s-a aplicat si s-a castigat un grant in cadrul Romanian Innovation Commercialization Assistance Program RICAP (http://portal.larta.org/ricap) care a sustinut financiar indrumarea echipei noastre de catre 2 specialisti in business si marketing din cadrul institutului Larta, California, USA, prin care s-a efectuat un studiu de piata pentru sistemului Transbite si s-a intocmit si sustinut un business-pitch in fata unei echipe de la Philips Medical si Boston Scientific. - s-au contact direct si s-a facut o prezentare in fata echipei tehnice de la Pentax Medical in Boston, USA. O a doua intalnire este programata la inceputul anului 2017. Sistemul TRANSBITE si rezultatele obtinute in urma testelor au fost prezentate la urmatoarele conferinte internationale: - Design of Medical Devices Europe sesiunile din 2015 si 2016 Delft, Olanda. - CARS 2016 Computer Assisted Radiology and Surgery, Convention Center Heidelberg, Germany, Joint Congress of IFCARS / ISCAS / CAR / CMI / CAD / IPCAI. - 3rd European Congress for Bronchology and Interventional Pulmonology (ECBIP), 2016. - Biomedical Engineering Society Conference, USA, sesiunile din 2015 si 2016. Activitatea 4.3. Gestionarea drepturilor de proprietate intelectuala si patentarea sistemului In scopul protejarii drepturilor de proprietate intelectuala au fost depuse urmatoarele cereri de brevet de inventie: - Metod si tehnica noua pentru imbunatatirea navigaiei n bronhoscopie, A/00678/5-10-2014 - Echipament i metod pentru instruire i evaluare n bronhoscopie, A//5.12.2016 - Pens pentru biopsie cu flexibilitate controlat si cu senzor pentru ghidare, A//5.12.2016.

  • Denumire proiect: IMAGE AND ELECTROMAGNETIC GUIDED INNOVATIVE SYSTEM FOR TRANSBRONCHIAL BIOPSY (TransBITE)

    PN-II-PT-PCCA-2011-3.2-0482 Nr. Contract 87/2012

    3

    RAPORT TIINIFIC I TEHNIC Activitatea 3.3. Dezvoltare aplicatiei informatice a sistemului TransBITE (I) Rezultat: Raport Stiintific si Tehnic.

    n ultima activitate de dezvoltare a sistemului TRANSBITE, toate modulele software s-au integrat

    ntr-o aplicaie unitar, testat de ctre partenerii 3 i 4, respectiv Clinica de Oncologie ONCOLAB i Spitalul de Pneumo-ftiziologie NASTA din Bucureti.

    Sistemul TRANSBITE a ajuns in faza final de realizare n cadrul acestei activiti, si care cuplata cu

    activitatea de testare a condus la mici modificari de interfata si interactiune cu utlizatorul. Aplicatia Transbite, care s-a finalizat in aceasta activitate contine urmatoarele functii: - funcia de citire a seciunilor unui volum dintr-un set de imagistica CT sau RMN n format DICOM standard (Digital Imaging i Comunicaiilor n Medicin); - funcia care realizeaz un model digital 3D al anatomiei pulmonare i un model 3D virtual al arborelui bronic fr a utiliza etape intermediare de segmentare-extracie. - funcia de vizualizare i selecie a seciunile tomografice i modele virtuale ale mai multor inte (tumori). - achiziionare date de poziie furnizate de senzorul ncorporat n instrumentul de biopsie i marcherul activ i prelucrarea lor n timp real; - funcia de creare a camerei virtuale (n vrful forcepsului biopsie) i vizualizare n timp real a imaginilor de bronhoscopie virtuala ale modelului tridimensional virtual al arborelui bronsic, similar cu imaginea furnizata de camera video a bronhoscopului; - funcia de calibrare/orientare manual, prin care utilizatorul s poat modifica poziia (cu autorul unui mouse 3D), atunci cnd observ mici diferene ntre imaginea de bronhoscopie virtual i imaginea real video. - funcia de asistare a utilizatorului n timpul navigaiei n interiorul cilor respiratorii nguste acolo unde endoscopul nu poate intra, prin nregistrarea poziiei senzorului in mod continuu i prezentarea imaginii video real alturi de imaginea virtual generat, precum i reprezentarea traiectoriei virtuale care trebuie urmat pentru atingerea intei. Sunt prezentate in continuare principalele caracteristici ale aplicatiei Transbite, cu detalierea unor informatii tehnice de noutate incluse in aceasta. Metoda de masurare a similaritatilor - a presupus realizarea de noi tehnici si algoritmi are sunt descrisi in continuare:

    - Extragerea suprafetelor: Metodele de generare a imaginilor bronhoscopice virtuale necesita combinarea generarii imaginilor foarte rapid astfel incat doctorul sa poata interactiona usor si fluent cu redarea imaginilor de inalta calitate ce trebuie sa genereze imagini cat mai realistice cu putinta prin simularea proprietatilor reale ale bronhoscopiei cum ar fi iluminarea, camera si textura. Pentru a genera imaginile de bronhoscopie virtuala fluent am utilizat metoda de randare a suprafetelor care extrage mai intai suprafata modelului din setul de date volumetrice in prima etapa a prelucrarii imaginilor. Extragerea suprafetelor este realizata cu ajutorul algoritmului marching cubes descris de Lorensen. Astfel, pornind de la un index cunoscut ce are o anumita valoare, se construieste progresiv suprafata care cu