Atualmente, os sistemas robóticos para ecografia dividem-se em duas categorias principais: os robôs portáteis que exigem posicionamento manual e os sistemas robóticos totalmente autónomos que controlam de forma independente a orientação e o posicionamento da sonda ecográfica. Os robôs portáteis dependem de assistentes para posicionar a sonda, o que pode introduzir variabilidade, reduzir a precisão e complicar a intuição do médico durante a tele-manipulação devido à falta de feedback háptico (tátil) e à dependência de pistas visuais. Por outro lado, os sistemas totalmente autónomos enfrentam desafios na estimativa precisa das forças de contacto e na adaptação a mudanças inesperadas, podendo colocar em risco a segurança e a eficácia nos procedimentos médicos.
Início / Publicações / Publicação
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UMA NOVA ABORDAGEM À TELE-ECOGRAFIA ASSISTIDA POR TECNOLOGIAS ROBÓTICAS
Tipo de publicação: Resumo do Artigo
Título original: Twin Kinematics Approach for Robotic-Assisted Tele-Echography
Data de publicação do artigo: Novembro de 2019
Fonte: IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Autores: Luís Santos, Rui Cortesão & João Quintas
Qual é o objetivo, público-alvo e áreas da saúde digital em que se enquadra?
O principal objetivo do estudo é apresentar uma nova abordagem de teleoperação para tele-ecografia assistida por tecnologias robóticas, especificamente através da implementação do sistema ROSE (RObot Sensing for tele-Ecography), que facilita exames de ultrassom remotos, permitindo que um médico controle um braço robótico à distância. O público-alvo abrange investigadores, engenheiros de robótica e profissionais de saúde, especialmente radiologistas, uma vez que o estudo aborda a telemedicina, ultrassons e sistemas robóticos.
Qual é o contexto?
A população em áreas rurais ou zonas isoladas enfrenta uma significativa carência de profissionais de saúde, o que limita o seu acesso a cuidados médicos. Frequentemente, estes indivíduos são obrigados a percorrer longas distâncias até ao hospital mais próximo. Alternativamente, a mobilização de médicos especialistas para estas regiões pode intensificar o seu desgaste profissional, afetando a qualidade do atendimento. Este cenário levanta preocupações em relação à segurança desta população, uma vez que a dificuldade de acesso a cuidados adequados pode comprometer o diagnóstico e o tratamento.
O ultrassom aplicado à medicina, mais conhecido por ecografia, é uma técnica não invasiva que utiliza ondas sonoras de alta frequência para criar imagens das estruturas internas do corpo. A ecografia abdominal concentra-se especificamente na visualização de órgãos internos no abdómen, como o fígado e os rins, assim como outras estruturas, como vasos sanguíneos e pedras nos rins.
Quais são as abordagens atuais?
Atualmente, os sistemas robóticos para ecografia dividem-se em duas categorias principais: os robôs portáteis que exigem posicionamento manual e os sistemas robóticos totalmente autónomos que controlam de forma independente a orientação e o posicionamento da sonda ecográfica. Os robôs portáteis dependem de assistentes para posicionar a sonda, o que pode introduzir variabilidade, reduzir a precisão e complicar a intuição do médico durante a tele-manipulação devido à falta de feedback háptico (tátil) e à dependência de pistas visuais. Por outro lado, os sistemas totalmente autónomos enfrentam desafios na estimativa precisa das forças de contacto e na adaptação a mudanças inesperadas, podendo colocar em risco a segurança e a eficácia nos procedimentos médicos.
Em que consiste a inovação? Como foi avaliado o impacto desta tecnologia?
A inovação apresentada neste estudo consiste numa arquitetura de teleoperação que possibilita que dois braços robóticos operem com semelhança cinemática: o manipulador mestre, que é controlado diretamente pelo médico e o manipulador escravo, que replica os movimentos do médico no lado do paciente. Ambos os manipuladores têm seis graus de liberdade, permitindo movimentos versáteis.
Um aspeto fundamental desta inovação é a incorporação de feedback háptico no robô manipulador mestre, que permite ao médico “sentir” interações com o paciente, diferenciando estruturas como osso e tecidos moles. Para garantir a segurança do paciente, o sistema utiliza Active Observers de Kalman que detetam movimentos erráticos comparando medições em tempo real com os valores previstos. Esta capacidade permite ajustes que previnem forças excessivas no paciente.
Esta abordagem de teleoperação foi implementada no projeto ROSE, com foco nos exames ecográficos à distância. O sistema ROSE é composto por 3 componentes principais: o local mestre (do lado do médico) com um braço robótico que fornece feedback háptico, o local escravo (do lado do paciente) com um braço robótico equipado com uma sonda ecográfica e um link de comunicação para troca em tempo real de sinais de controlo robótico, áudio, dados de ultrassom e dados de videoconferência. Ambos os locais têm computadores externos para aceder às imagens de ultrassom e aos dados de videoconferência. Os dados de ultrassom são transmitidos ao vivo por meio de uma interface web e armazenados numa base de dados de pacientes localizado em cloud.
O impacto desta tecnologia foi testado em cenários típicos de telemedicina, onde um radiologista realizou exames ecográficos abdominais utilizando tecnologias robóticas num voluntário saudável que se encontrava à distância. Os cenários de tele-ecografia foram diferenciados em duas modalidades: com e sem feedback háptico, e foram comparados para avaliar a eficácia do sistema e a qualidade do feedback háptico.
Quais são os principais resultados? Qual é o impacto destes resultados? Qual é o futuro desta tecnologia?
Em ambos os cenários, o radiologista realizou com sucesso os exames de ecografia, alcançando um acompanhamento eficaz do movimento do manipulador escravo e um posicionamento preciso da sonda. O exame levou menos tempo (220 segundos vs. 175 segundos) sem feedback háptico, mas o médico dependia das imagens da videoconferência para localizar a sonda e evitar forças excessivas. O médico afirmou que o procedimento foi mais fácil de realizar com feedback háptico, pois foi crucial para identificar com precisão a localização da sonda e das estruturas anatómicas, principalmente em locais desafiantes como o rim direito. Os dados indicaram que sem feedback háptico o médico aplicou forças superiores, sugerindo que o feedback háptico permite uma interação mais controlada e delicada com o paciente.
Estas descobertas contribuem para uma maior acessibilidade a serviços médicos especializados, removendo barreiras geográficas e permitindo a realização de exames em regiões carenciadas que não dispõem de um radiologista permanente. Além disso, a tecnologia pode melhorar a eficiência operacional ao permitir que médicos realizem exames a partir de hospitais centrais, reduzindo os custos e o tempo em transportes, o que otimiza a prestação de cuidados de saúde.
O futuro desta tecnologia envolve a expansão das suas aplicações em áreas como a ginecologia/obstetrícia, cardiologia, a reumatologia e a dermatologia. Adicionalmente, o sistema pode facilitar programas de formação interativa, mentoria técnica remota e colaboração internacional, promovendo assim a educação médica e a transferência de competências entre profissionais de saúde.
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UMA NOVA ABORDAGEM À TELE-ECOGRAFIA ASSISTIDA POR TECNOLOGIAS ROBÓTICAS
Tipo de publicação: Resumo do Artigo
Título original: Twin Kinematics Approach for Robotic-Assisted Tele-Echography
Data de publicação do artigo: Novembro de 2019
Fonte: IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
Autores: Luís Santos, Rui Cortesão & João Quintas
Qual é o objetivo, público-alvo e áreas da saúde digital em que se enquadra?
O principal objetivo do estudo é apresentar uma nova abordagem de teleoperação para tele-ecografia assistida por tecnologias robóticas, especificamente através da implementação do sistema ROSE (RObot Sensing for tele-Ecography), que facilita exames de ultrassom remotos, permitindo que um médico controle um braço robótico à distância. O público-alvo abrange investigadores, engenheiros de robótica e profissionais de saúde, especialmente radiologistas, uma vez que o estudo aborda a telemedicina, ultrassons e sistemas robóticos.
Qual é o contexto?
A população em áreas rurais ou zonas isoladas enfrenta uma significativa carência de profissionais de saúde, o que limita o seu acesso a cuidados médicos. Frequentemente, estes indivíduos são obrigados a percorrer longas distâncias até ao hospital mais próximo. Alternativamente, a mobilização de médicos especialistas para estas regiões pode intensificar o seu desgaste profissional, afetando a qualidade do atendimento. Este cenário levanta preocupações em relação à segurança desta população, uma vez que a dificuldade de acesso a cuidados adequados pode comprometer o diagnóstico e o tratamento.
O ultrassom aplicado à medicina, mais conhecido por ecografia, é uma técnica não invasiva que utiliza ondas sonoras de alta frequência para criar imagens das estruturas internas do corpo. A ecografia abdominal concentra-se especificamente na visualização de órgãos internos no abdómen, como o fígado e os rins, assim como outras estruturas, como vasos sanguíneos e pedras nos rins.
Quais são as abordagens atuais?
Atualmente, os sistemas robóticos para ecografia dividem-se em duas categorias principais: os robôs portáteis que exigem posicionamento manual e os sistemas robóticos totalmente autónomos que controlam de forma independente a orientação e o posicionamento da sonda ecográfica. Os robôs portáteis dependem de assistentes para posicionar a sonda, o que pode introduzir variabilidade, reduzir a precisão e complicar a intuição do médico durante a tele-manipulação devido à falta de feedback háptico (tátil) e à dependência de pistas visuais. Por outro lado, os sistemas totalmente autónomos enfrentam desafios na estimativa precisa das forças de contacto e na adaptação a mudanças inesperadas, podendo colocar em risco a segurança e a eficácia nos procedimentos médicos.
Em que consiste a inovação? Como foi avaliado o impacto desta tecnologia?
A inovação apresentada neste estudo consiste numa arquitetura de teleoperação que possibilita que dois braços robóticos operem com semelhança cinemática: o manipulador mestre, que é controlado diretamente pelo médico e o manipulador escravo, que replica os movimentos do médico no lado do paciente. Ambos os manipuladores têm seis graus de liberdade, permitindo movimentos versáteis.
Um aspeto fundamental desta inovação é a incorporação de feedback háptico no robô manipulador mestre, que permite ao médico “sentir” interações com o paciente, diferenciando estruturas como osso e tecidos moles. Para garantir a segurança do paciente, o sistema utiliza Active Observers de Kalman que detetam movimentos erráticos comparando medições em tempo real com os valores previstos. Esta capacidade permite ajustes que previnem forças excessivas no paciente.
Esta abordagem de teleoperação foi implementada no projeto ROSE, com foco nos exames ecográficos à distância. O sistema ROSE é composto por 3 componentes principais: o local mestre (do lado do médico) com um braço robótico que fornece feedback háptico, o local escravo (do lado do paciente) com um braço robótico equipado com uma sonda ecográfica e um link de comunicação para troca em tempo real de sinais de controlo robótico, áudio, dados de ultrassom e dados de videoconferência. Ambos os locais têm computadores externos para aceder às imagens de ultrassom e aos dados de videoconferência. Os dados de ultrassom são transmitidos ao vivo por meio de uma interface web e armazenados numa base de dados de pacientes localizado em cloud.
O impacto desta tecnologia foi testado em cenários típicos de telemedicina, onde um radiologista realizou exames ecográficos abdominais utilizando tecnologias robóticas num voluntário saudável que se encontrava à distância. Os cenários de tele-ecografia foram diferenciados em duas modalidades: com e sem feedback háptico, e foram comparados para avaliar a eficácia do sistema e a qualidade do feedback háptico.
Quais são os principais resultados? Qual é o impacto destes resultados? Qual é o futuro desta tecnologia?
Em ambos os cenários, o radiologista realizou com sucesso os exames de ecografia, alcançando um acompanhamento eficaz do movimento do manipulador escravo e um posicionamento preciso da sonda. O exame levou menos tempo (220 segundos vs. 175 segundos) sem feedback háptico, mas o médico dependia das imagens da videoconferência para localizar a sonda e evitar forças excessivas. O médico afirmou que o procedimento foi mais fácil de realizar com feedback háptico, pois foi crucial para identificar com precisão a localização da sonda e das estruturas anatómicas, principalmente em locais desafiantes como o rim direito. Os dados indicaram que sem feedback háptico o médico aplicou forças superiores, sugerindo que o feedback háptico permite uma interação mais controlada e delicada com o paciente.
Estas descobertas contribuem para uma maior acessibilidade a serviços médicos especializados, removendo barreiras geográficas e permitindo a realização de exames em regiões carenciadas que não dispõem de um radiologista permanente. Além disso, a tecnologia pode melhorar a eficiência operacional ao permitir que médicos realizem exames a partir de hospitais centrais, reduzindo os custos e o tempo em transportes, o que otimiza a prestação de cuidados de saúde.
O futuro desta tecnologia envolve a expansão das suas aplicações em áreas como a ginecologia/obstetrícia, cardiologia, a reumatologia e a dermatologia. Adicionalmente, o sistema pode facilitar programas de formação interativa, mentoria técnica remota e colaboração internacional, promovendo assim a educação médica e a transferência de competências entre profissionais de saúde.
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A doença de Alzheimer é a forma mais comum de demência, afetando mais de 55 milhões de pessoas globalmente e representando cerca de 70% dos casos de demência. Em Portugal, estima-se que 200 mil pessoas…
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Incorporação de implantes digitais nas imagens da TAC para planear a cirurgia ortopédica
A cirurgia ortopédica trata condições do sistema musculoesquelético para aliviar a dor, restaurar a função e melhorar a qualidade de vida do paciente. O sucesso destas cirurgias depende de um planeamento pré-operatório minucioso, que combina…
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SPMS representa Portugal como vice-presidente da GDHP
A GDHP é uma organização intergovernamental da área da saúde digital que facilita a cooperação e colaboração entre representantes governamentais e a Organização Mundial da Saúde (OMS), cujo propósito é fomentar o desenvolvimento de políticas…
Transformação digital da saúde no INCoDe.2030 em Tomar
Dentro do roteiro INCoDe.2030, no evento em Tomar, a SPMS abordou o tema “Transformação digital da Saúde” com o objetivo de informar os projetos mais relevantes em curso e com maior impacto para profissionais de…
Hospital de Braga avalia memória com jogo interativo em pacientes com esclerose múltipla
A Esclerose Múltipla é conhecida como uma doença crónica do sistema nervoso central, com uma ampla variedade de sintomas motores e sensitivos, que podem conduzir à incapacidade de trabalho, sobrecarga socioeconómica e reduzida qualidade de…
Teleconsulta de neurocirurgia vence prémio de inovação
Durante a pandemia, o foco no combate à Covid-19 reduziu a atenção a outras doenças, criando uma necessidade urgente de recuperar a qualidade dos cuidados de saúde para essas condições. O objetivo do BI Award…
HealthData@PT: Nova iniciativa da SPMS para dados de saúde
A ação HealthData@PT é lançada no contexto da implementação do Espaço Europeu de Dados de Saúde, sendo uma iniciativa aprovada pela Comissão Europeia no âmbito do programa EU4Health 2021-2027. Esta iniciativa contribui para a transformação…
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