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Digital dentistry allowed the dental surgeon to perform dental procedures, in a different way, in the different specialties. In implantology, we can highlight guided surgery, which is performed after virtual planning, where the oral scanning with the patient's tomography is planned, using software. In this way, a surgical guide can be made using a 3D printer. The speed and precision of implant installation are the main advantages of this procedure, in addition to a more comfortable postoperative period for the patient, when the technique is performed without flaps (flapless). Therefore, this work aims to demonstrate to professionals in the area, the technique of guided surgery for dental implants, using virtual planning. The procedure was performed in a 66-year-old patient, in the maxillary premolar region, through digital planning, and an implant was installed using the SIN guided implant system. It was concluded that the guided surgery technique is a favorable technique, which provided greater speed, precision and faster recovery of the patient. La odontología digital permitió al cirujano dentista realizar procedimientos odontológicos, de manera diferente, en las distintas especialidades. En implantología podemos destacar la cirugía guiada, que se realiza previa planificación virtual, donde se planifica el escaneado oral con la tomografía del paciente, mediante un software. De esta forma, se puede fabricar una guía quirúrgica en una impresora 3D. La rapidez y precisión en la instalación de los implantes son las principales ventajas de este procedimiento, además de un postoperatorio más cómodo para el paciente, cuando la técnica se realiza sin colgajos (flapless). Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo demostrar a los profesionales del área, la técnica de cirugía guiada para implantes dentales, utilizando la planificación virtual. El procedimiento se realizó en un paciente de 66 años, en la región de premolares maxilares, mediante planificación digital, y se colocó un implante mediante el sistema de implante guiado SIN. Se concluyó que la técnica de cirugía guiada es una técnica favorable, que brindó mayor rapidez, precisión y una recuperación más rápida del paciente. A odontologia digital proporcionou ao cirurgião dentista realizar procedimentos odontológicos, de uma maneira diferente, nas diversas especialidades. Na implantologia podemos destacar a cirurgia guiada, que é realizada após o planejamento virtual, onde é planificado o escaneamento oral com a tomografia do paciente, utilizando um software. Desta maneira pode ser confeccionado, em uma impressora 3D, um guia cirúrgico. A rapidez e a precisão da instalação do implante, são as principais vantagens deste procedimento, além de um pós operatório mais confortável para o paciente, quando a técnica é realizada sem retalhos (flapless). Portanto, este trabalho tem como objetivo demonstrar aos profissionais da área, a técnica da cirurgia guiada para implantes dentários, com a utilização do planejamento virtual. O procedimento foi realizado em um paciente com 66 anos, na região do pré-molar superior, através do planejamento digital, sendo instalado um implante utilizando o sistema de implante guiado da SIN. Foi concluído que a técnica de cirurgia guiada é uma técnica favorável, que proporcionou uma maior rapidez, precisão e recuperação mais rápida do paciente.

Objective: To evaluate the effect of 3d printed models on surgical pre-operative planning of complex spinal deformities. Methods: In our study, five orthopedic surgeons made surgical planning of 5 patients with severe spinal deformity in three conditions: X-ray with computer tomography (X-ray-CT), 3D-computed tomography (3dCT), and 3d printed spine models. Operation plans were examined according to the level and number of instrumentations, osteotomy level, and time required for decision-making. Results: X-ray-CT, 3dCT, and 3d modeling methods were compared, and no statistically significant difference was observed in the number of screws and osteotomy score to be used in operation. The time required for decision ranking is 3d Model, 3d CT, and Xray-CT. Conclusions: 3d printed models do not influence the operative plan significantly; however, it reduces surgical planning time at pre-op duration, and those models gave some opportunities to practice with implants on a patient’s 3d spine model. Level of Evidence III; Diagnostic Studies - Investigating a Diagnostic Test . RESUMO Objetivo: Avaliar o efeito de modelos 3D impressos no planejamento pré-operatório cirúrgico de deformidades complexas da coluna vertebral. Métodos: Em nosso estudo, 5 cirurgiões ortopédicos fizeram o planejamento cirúrgico de 5 pacientes com deformidade espinhal grave em três condições: raio-X com tomografia computadorizada (raio X-CT), tomografia computadorizada com reconstrução 3D (3dCT) e modelo de coluna vertebral impressa (modelo 3d). Os planos de operação foram examinados de acordo com o nível e número de instrumentos, nível de osteotomia e tempo necessário para a tomada de decisão. Resultados: Foram comparados os métodos de modelagem de raio X-CT, 3dCT e modelo 3d e nenhuma diferença estatisticamente significativa foi observada no número de parafusos e escore de osteotomia a serem utilizados na operação. O ranking do tempo necessário para a tomada de decisão foi de modelo 3d, 3d CT e raio X-CT. Conclusões: Os modelos impressos em 3d não influenciam significativamente o plano operatório, porém reduzem o tempo de planejamento cirúrgico no pré-operatório e esses modelos deram algumas oportunidades de praticar com implantes no modelo de coluna 3d do paciente. Nível de evidência III; Estudos de Diagnóstico - Investigando um Teste de Diagnóstico .

The advent of modern image-guided surgery has revolutionized depth electrode implantation techniques. Stereoelectroencephalography (SEEG), introduced by Talairach in the 1950s, is an invasive method for three-dimensional analysis on the epileptogenic zone based on the technique of intracranial implantation of depth electrodes. The aim of this article is to discuss the principles of SEEG and their evolution from the Talairach era to the image-guided surgery of today, along with future prospects. Although the general principles of SEEG have remained intact over the years, the implantation of depth electrodes, i.e. the surgical technique that enables this method, has undergone tremendous evolution over the last three decades, due the advent of modern imaging techniques, computer systems and new stereotactic techniques. The use of robotic systems, the constant evolution of imaging and computing techniques and the use of depth electrodes together with microdialysis probes will open up enormous prospects for applying depth electrodes and SEEG both for investigative use and for therapeutic use. Brain stimulation of deep targets and the construction of "smart" electrodes may, in the near future, increase the need to use this method.

Mestrado em Comunicação Multimédia A presente dissertação visa estudar os desafios da aplicação de Realidade Aumentada em contexto cirúrgico. Ao introduzir aumentos digitais no campo de visão do utilizador, a Realidade Aumentada oferece a possibilidade de o cirurgião observar para além da superfície anatómica visível do paciente, combinando no seu campo de visão, elementos reais e representações virtuais de órgãos, tecidos, instrumentos e meta-informação. No contexto específico da cirurgia de remoção de pedras nos rins, esta técnica possibilita a adição de marcas virtuais na anatomia real do paciente, de forma a auxiliar a introdução de uma agulha, sem causar danos colaterais. No entanto, a adoção de Realidade Aumentada não está isenta de desafios, pelo que foi efetuada uma investigação empírica, suportada por uma metodologia de design centrado no utilizador, no sentido de apurar os desafios e oportunidades que esta técnica implica no procedimento cirúrgico, sobretudo de um ponto de vista técnico e do design de interação. Um protótipo funcional foi desenvolvido e sujeito a avaliação por parte do público-alvo. A tecnologia implementada e o sistema de interação demonstraram ser pertinentes no que diz respeito ao setup proposto. Contudo, ficou evidente a necessidade de incluir modelos tridimensionais de órgãos do paciente no campo de visão do cirurgião, como forma de tornar e execução do procedimento mais rápida e acessível a um maior número de profissionais. This dissertation aims to study the challenges of augmented reality application in the surgical setting. By introducing digital enhancements on the user's field of view, augmented reality allows the surgeon to observe the internal anatomy of the patient beyond the visible surface, combining real-life elements and virtual representations of organs, tissues, instruments and metadata in its visual field. In the specific context of removal of kidney stones surgery, this technique enables the addition of virtual marks in the patient's real anatomy in order to assist the introduction of a needle without causing collateral damage. However, the adoption of Augmented Reality is not free from challenges, so an empirical investigation was made, supported by a methodology of user-centered design, in order to investigate the challenges and opportunities that this technique implies in the surgical procedure, especially from technical and interaction design standpoints. A functional prototype was developed and subject to evaluation by the target audience. A functional prototype was developed and subject to evaluation by the target audience. The implemented technology and the interaction system have proved to be relevant with respect to the proposed setup. However, the need to include three-dimensional models of the patient's organs in the surgeon's field of vision was evident, as a way of making the procedure faster and more accessible to a greater number of professionals.

Thesis approved in public session to obtain the PhD Degree in Mechanical Engineering. Universidade de Lisboa. Instituto Superior Técnico A Robótica cirúrgica é uma área em expansão, contribuindo para o aumento da precisão e exatidão dos procedimentos cirúrgicos, além de produzir resultados mais confiáveis e reprodutíveis, minimizando a invasividade, reduzindo as complicações e melhorando a segurança dos pacientes, comparativamente com as técnicas convencionais. A navegação dentro da sala de operações é primordial para o sucesso dos sistemas robóticos. Neste contexto é proposto um novo sistema de navegação, usado na malha de controlo, de um sistema robótico co-manipulado, dedesenvolvido para auxiliar os cirurgiões ortopédicos. Embora possa ter outras aplicações, o sistema foi desenvolvido para realizar um furo na cabeça do fémur, necessário ao implante do fio guia na cirurgia de substituição parcial da anca. Durante a cirurgia, a posição e orientação do osso é obtida através de um processo de registo entre as imagens de US adquiridas em tempo real e o modelo CT do fémur, previamente carregado no pré-operatório. Contrariamente aos sistemas cirúrgicos atuais, não usa nenhum tipo de implante no osso para localizar o fémur, mas sim marcadores passivos colocados na sonda e no robô, e um sistema de medição óptico para medir as suas posições 3D. Os testes experimentais de validação foram realizados num phantom de um fémur humano. Abstract: Surgical Robotics is an expanding area, contributing to the increased precision and accuracy of surgical procedures, besides producing more reliable and reproducible results, minimizing the invasiveness, reducing complications and improving patient safety, compared with conventional techniques. Navigation within the operating room is fundamental to the success of robotic systems. In this context a new navigation system, used in the control loop, to co-manipulate a robotic system developed to assist orthopaedic surgeons, is proposed. Although it may have other applications, the system is designed to perform a hole in the femur head, necessary to implant the initial guide wire used in Hip Resurfacing surgery. During the surgery, the bone position and orientation is obtained through a registration process between a set of US images acquired in real time and the CT femur model, preloaded pre-operatively. Contrary to current surgical systems, it does not use any type of implant in the bone, to localize the femur, but passive markers, of an optical measurement system, placed on the probe and the robot to measure their 3D poses. Experimental validation tests were performed on a human’s femur phantom, validating the proposed system.

INTRODUÇÃO: A estereoeletroencefalografia (E-EEG), conforme introduzida na década de 50 por Talairach, é um método invasivo de análise tridimensional da zona epilpeptogênica, baseado na técnica de implantação intracraniana de eletrodos de profundidade (EP). O advento das modernas técnicas de cirurgia guiadas por imagem revolucionaram a técnica de implantação dos EP. OBJETIVO: O objetivo deste artigo é discutir os princípios da E-EEG e sua evolução, desde a era Talairach até a era atual, da cirurgia guiada por imagem, e suas perspectivas futuras. CONCLUSÕES: Embora os princípios gerais da E-EEG tenham permanecidos intactos ao longo dos anos, a implantação de EP, que é a técnica cirúrgica que viabiliza este método, sofreu uma tremenda evolução ao longo das últimas três décadas devido ao advento das modernas técnicas de imagem, de sistemas de computação e das novas técnicas estereotáxicas. O uso de sistemas robotizados, a evolução constante das técnicas de imagem e computação e a utilização de EP com sondas para micro diálise associados a si, abre no futuro uma enorme perspectiva para a aplicação dos EP e da E-EEG, tanto para uso investigativo como terapêutico. A descoberta de novos alvos, em localizações profundas e a fabricação de eletrodos inteligentes, poderá incrementar, num futuro próximo, a necessidade do uso deste método. INTRODUCTION: The stereoelectroencephalography (SEEG), introduced by Talairach in 50', is an invasive method of tridimensional analysis of epileptogenic zone based on the intracranial placement of depth electrodes (DE). The advent of modern imaging guided surgery had a tremendous impact in DE implantation techniques. OBJETIVE: The aim of this article is to discuss the main principles of SEEG and its evolution along the years since Talairach era until the imaging guide surgery era, with its new perspectives. CONCLUSIONS: Although the main principles of SEEG have remained intact, the placement of depth electrodes (DE) which is the surgical technique that supports this method has suffered a tremendous evolution along the last three decades due the advent of the modern imaging, the computer systems and the new stereotactic techniques. The use of robotic, the new imaging and computed systems and the use of probes of micro dialise adaptated to EP opened a tremendous perspective to DE and SEEG application as an investigative and therapeutical method. The discovery of new targets in deep brain localization and the manufacturing of smart DE, can increment, in a near future, the number of indications to this method. Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Departamento de Neurologia e Neurocirurgia Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Departamento de Diagnóstico por Imagem UNIFESP, Depto. de Neurologia e Neurocirurgia UNIFESP, Depto. de Diagnóstico por Imagem SciELO

Realizou-se uma análise criteriosa da eficácia do método da triangulação e compasso em transferir dados da tomografia computadorizada para a superfície da cabeça. Para tal, alvos radiopacos foram fixos nas cabeças de cadáveres humanos; em seguida, cada espécimen foi submetido à tomografia computadorizada e intentou-se a localização dos alvos por meio de triangulação e compasso. Os alvos foram distribuídos em diferentes regiões com o fito de averiguar se a posição interferiria com a acurácia do método. Como referenciais utilizaramse tanto marcos anatômicos como marcadores radiopacos. Dois grupos foram delineados, um com e outro sem inclinação do gantry do tomógrafo. Quando a tomografia foi realizada sem inclinação do gantry, constataram-se erros de 2,1±1,7mm e 1,7±1,2mm ao serem utilizados, respectivamente, marcos anatômicos e marcadores radiopacos; a análise estatística demonstrou não haver diferença significativa entre tais medidas. A localização dos alvos tornou-se menos exata à medida que a inclinação do gantry foi aumentada. A posição dos alvos não interferiu na acurácia do método. Os cálculos demandaram 7,1±1,0min. Os fatores de erro foram analisados e a aplicabilidade do método foi defendida, alegando-se o bom proveito de seu uso no posicionamento de craniotomias, na efetivação de biópsias e na punção de cistos, hematomas e abscessos. Com respeito à transferência de dados da tomografia computadorizada para a superfície da cabeça foi demonstrado que o método da triangulação e compasso é tão eficaz quanto a neuronavegação e um pouco menos que a estereotaxia convencional. Quando comparado a outros métodos, foram nítidas as vantagens relativas à acurácia e exeqüibilidade. Ademais, devem ser ressaltados o baixo custo do procedimento e o mínimo desconforto para o paciente