Desenvolvimento de um sistema de classificação e visualização de cataratas em humanos

Abstract

A catarata é uma doença ocular cujo tratamento é atualmente feito através de técnicas cirúrgicas como a facoemulsificação e cirurgia assistida por lasers femtosegundo. A facoemulsificação consiste fundamentalmente na utilização de ultrassons para fragmentar a catarata. O nível de energia de ultrassons utilizado na operação é crucial para o sucesso da mesma e o bem-estar do paciente. É com base na necessidade de calcular o nível adequado de energia dos ultrassons que nasce o projeto CATARACTUS (POCI-01-0145-FEDER-028758) financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). Este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um dispositivo médico oftalmológico destinado a auxiliar o médico na cirurgia da catarata disponibilizando, em tempo-real, informação sobre a dureza e localização da catarata bem como a estimação do nível adequado de energia de ultrassons a aplicar.Esta dissertação, está integrada no projeto CATARACTUS e centra-se no desenvolvimento do sistema de aquisição e tratamento de dados recolhidos da sonda oftalmológica, e disponibilização ao médico de informação relevante, já processada, para auxílio à cirurgia. Ao longo desta dissertação, são apresentadas e discutidas duas soluções que foram desenvolvidas para o sistema de aquisição. A primeira considera a separação do módulo que gera os pulsos de excitação, do módulo de aquisição de dados, enquanto a segunda considera a agregação de ambos os módulos num único. A apresentação irá debruçar-se sobre as vantagens e desvantagens de cada solução, os respetivos processos de integração no dispositivo médico e ainda o processo de transferência dos dados adquiridos para um computador hospedeiro. Por fim, é discutido o software de visualização de sinais com o qual o médico recolherá e visualizara os dados de doentes em ambiente clínico, e como é feita a integração de cada uma das duas soluções neste software.

Cataract is an ocular condition which nowadays is treated only by surgery. One of the most used techniques is phacoemulsification. This technique uses an ultrasonic device to fragment the cataractous lens into small pieces. The phacoemulsification energy level used during the surgery is crucial to its success and to the patient well-being. Project CATARACTUS (POCI-01-0145-FEDER-028758), funded by Portuguese Foundation for Science and Technology, has born from the necessity to know the optimal phacoemulsification energy level. The main goal of this project is to develop a medical prototype, in order to help the surgeon during the surgery, capable of supplying information in real-time such as the cataract location and hardness and the optimal phacoemulsification energy level. This thesis is part of the CATARACTUS project and the developed is focused on the data acquisition system which is responsible for acquiring the ultrasound signal coming from the ophthalmic probe. Throughout this work it will be presented and discussed two solutions that were developed for the data acquisition system. The first solution consists on the separation of the pulse generator module from the data acquisition module while the second solution combines both the pulse generator and data acquisition module in one module. The discussion addresses the advantages and disadvantages of each solution, how they will be integrated in the medical device and how the acquired data is transferred to a computer. It will also be introduced the visual interface software made for medical personal to acquire data from the patients in a clinical environment and how each solution is integrated in this software.