Politechnika Wrocławska Wydział Elektroniki

Politechnika Wrocławska
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki
Wpływy obiektów przewodzących i ferromagnetycznych na działanie
elektromagnetycznych systemów nawigacji medycznej oraz możliwości
ograniczenia tych wpływów
Autoreferat rozprawy doktorskiej
Autorka: mgr inż. Nina Tewel
Promotor: dr hab. inż. Zbigniew Moroń, prof. PWr
Wrocław 2015
1
Wprowadzenie
Nawigacja medyczna należy do metod komputerowego wspomagania chirurgii i diagnostyki,
stosowanych w celu poprawy dokładności zabiegu, ułatwienia jego planowania i skrócenia czasu
wykonywania. Polega ona na śledzeniu w czasie rzeczywistym położenia i orientacji przestrzennej
końca narzędzia umieszczonego w ciele pacjenta i niewidocznego dla lekarza wykonującego zabieg
[10]. Położenie końca narzędzia jest często nanoszone na trójwymiarowe obrazy ciała pacjenta,
uzyskane przed zabiegiem.
Elektromagnetyczne systemy (EM) nawigacji medycznej wyróżniają się spośród pozostałych,
istniejących na rynku rozwiązań brakiem konieczności zachowania czystej linii bezpośredniego
widzenia pomiędzy śledzonym obiektem a głównym modułem systemu [10], [3]. Wymieniona
właściwość nie tylko ułatwia pracę personelu medycznego [6], ale także umożliwia wprowadzenie
metod nawigacji w zabiegach, w których wykorzystywane są narzędzia giętkie. Systemy EM
nawigacji medycznej znalazły zastosowanie w takich dziedzinach medycyny, jak np.: laryngologia
i bronchoskopia [3].
Jedną z częściej wymienianych wad systemów EM nawigacji medycznej jest ich podatność na
wpływ obiektów przewodzących i ferromagnetycznych [3]. Opis wpływu metalowych narzędzi
medycznych i elementów wyposażenia sali operacyjnej na pracę systemów nawigacji EM oraz
propozycje możliwości zmniejszania tego wpływu są tematem rozprawy doktorskiej. Ze względu na
matematyczną złożoność zagadnienia [15] oraz czasochłonność i kosztowność badań
doświadczalnych, zdecydowano się na przeprowadzenie badań na modelach komputerowych,
z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES). Możliwość wykorzystania modelowania
komputerowego w celu ilościowego opisu wpływu metalowych elementów wyposażenia sali
operacyjnej na pracę różnego typu systemów nawigacji EM, o zróżnicowanych parametrach, stanowi
główną tezę prezentowanej pracy:
Stosując modelowanie oraz symulacje komputerowe można ilościowo określać wpływy
metalowych i ferromagnetycznych elementów wyposażenia sali operacyjnej na działanie
elektromagnetycznych systemów do nawigacji medycznej, z dokładnością odpowiednią dla
potrzeb praktyki medycznej. Można w ten sposób nie tylko wykrywać sytuacje, w których błędy
powodowane deformacjami rozkładu pola są na tyle duże, że niezbędne staje się podjęcie jakichś
dodatkowych działań, ale również wskazać, jakie działania należałoby podjąć.
2
Podstawowe informacje dotyczących systemów nawigacji EM
U podstaw działania systemów nawigacji wykorzystujących metodę EM leży prawo Biota-Savarta
[3], wiążące wektor indukcji magnetycznej w danym punkcie przestrzeni z położeniem punktu
względem przewodnika z prądem, wytwarzającego pole magnetyczne. Podstawowe elementy
typowego systemu nawigacji EM stanowią:
–
zespół generacyjny, w skład którego wchodzi kilka cewek o znanym układzie przestrzennym,
wytwarzających pole wzbudzające o małej częstotliwości (typowo pojedyncze kHz –
dziesiątki kHz [10]), o przebiegu sinusoidalnym lub prostokątnym,
–
czujniki pola magnetycznego, najczęściej w postaci cewek indukcyjnych [3], zamocowane na
końcu bliższym lub dalszym śledzonych narzędzi.
2
Położenie czujnika pomiarowego oraz położenie niewidocznego końca narzędzia wyznaczane są na
podstawie zmierzonych wartości indukcji magnetycznej pola o znanym rozkładzie przestrzennym,
wytwarzanego przez każdą z cewek generacyjnych.
a
b
Rys. 2.1 Deformacje linii pola magnetycznego w obecności przewodnika (a) oraz obiektu ferromagnetycznego
(b), przewodnik oraz obiekt ferromagnetyczny zaznaczono niebieskim prostokątem, czarne linie obrazują
oryginalny rozkład pola magnetycznego, a czerwone – rozkład zniekształcony; model posiada symetrię osiową
Opisana metoda jest niestety wrażliwa na wpływ dodatkowych pól magnetycznych, których
istnienia nie przewiduje model opisujący rozkład pola. Dodatkowe pole magnetyczne jest przyczyną
wystąpienia błędów systematycznych pomiaru położenia i orientacji przestrzennej czujnika. Jedną
z możliwych przyczyn pojawiania się dodatkowych pól magnetycznych w obszarze roboczym
systemu nawigacji medycznej EM jest obecność w obszarze roboczym lub w pobliżu systemu
przewodzących lub ferromagnetycznych elementów wyposażenia sali operacyjnej i gabinetu
zabiegowego. Zmienne pole wzbudzające wykorzystywane w systemie wytwarza w przewodnikach
prądy wirowe (Rys. 2.1a). W materiałach ferromagnetycznych ma natomiast miejsce porządkowanie
domen magnetycznych w obecności pola wzbudzającego systemu (Rys. 2.1b). Skutkiem obu
wymienionych efektów jest pojawienie się dodatkowego pola magnetycznego, wpływającego na pracę
systemu.
3
Geneza pracy
Problem wpływów elementów przewodzących i ferromagnetycznych towarzyszy systemom
nawigacji EM od początku ich istnienia. Publikacje poświęcone badaniom tych wpływów i metodom
ich zmniejszenia pojawiały się już w latach 90. minionego wieku [7]. Zaproponowano także
różnorodne sposoby zmniejszenia podatności systemów nawigacji EM na obecność przedmiotów
metalowych i niektóre z nich znalazły zastosowanie w praktyce klinicznej [3].
Pomimo długiego czasu badań, bogatej literatury i istniejących już na rynku rozwiązań, problem
podatności systemów nawigacji medycznej EM na wpływ metalowych elementów wyposażenia sali
operacyjnej pozostaje wciąż aktualny. Jako główne przyczyny takiego stanu wymienić należy:
–
poprawiającą się nominalną dokładność systemów nawigacji medycznej EM, dla niektórych
specyficznych zastosowań sięgającą nawet ułamków milimetrów [16] i wymuszającą coraz
3
lepszą dokładność analizy błędów pomiarowych wprowadzanych w obecności metalowych
obiektów wyposażenia sali operacyjnej i gabinetu zabiegowego,
–
różnorodność parametrów geometrycznych i materiałowych narzędzi i innych obiektów
metalowych, typowych dla różnych gałęzi medycyny.
Przedstawione w rozprawie prace wykonywane były w dużym stopniu w ramach projektu
badawczego własnego NCN nr: N N518382637, którego uczestniczką była autorka rozprawy. Projekt
ten, mający na celu rozwój i udoskonalenie systemu EM nawigacji do zastosowań medycznych, ze
szczególnym uwzględnieniem aplikacji laryngologicznych, zrealizowany został w dawnym Instytucie
Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej (obecnie Katedra Inżynierii Biomedycznej) Politechniki
Wrocławskiej.
Cechą specyficzną systemów nawigacji przeznaczonych do zastosowań laryngologicznych jest
szczególnie dobra dokładność wyznaczenia położenia. Pomimo istnienia pozycji literaturowych
opisujących wpływ na pracę systemów nawigacji EM obiektów metalowych typowych dla zastosowań
laryngologicznych [4], [9], [11], [12] lub próbek o wymiarach zbliżonych do tych obiektów [5], [7],
autorka nie znalazła danych opisujących wymieniony problem z wystarczającą dokładnością i dla
dostatecznie dużej grupy obiektów, co uzasadnia potrzebę dalszych badań.
4
Metodologia badań
Jak już wspomniano we wprowadzeniu, opisu wpływu obiektów metalowych typowych dla
aplikacji laryngologicznych na pracę systemu nawigacji EM dokonano, wykorzystując przede
wszystkim modelowanie komputerowe. Założono ograniczenie do niezbędnego minimum obliczeń
teoretycznych oraz badań doświadczalnych (tylko do weryfikacji poprawności wyników uzyskanych
na drodze modelowania). Przeprowadzone prace można podzielić na następujące etapy:
–
dobór parametrów modeli komputerowych wybranych obiektów,
–
modelowanie MES i obliczenia mające na celu opis przestrzennego rozkładu błędu
wyznaczenia położenia spowodowanego obecnością wybranych modeli obiektów dla różnych
parametrów pola wzbudzającego,
–
określenie metryk opisujących rozkład błędu wyznaczenia położenia dla różnych parametrów
pola wzbudzającego i różnych wartości granicznego dopuszczalnego błędu,
–
przeprowadzenie doświadczalnej weryfikacji wyników modelowania,
–
porównanie rezultatów modelowania z danymi z literatury,
–
określenie na podstawie wyników modelowania optymalnych parametrów
wzbudzającego w systemie, dla których wpływ danego typu obiektów zanika.
pola
Ze względu na dużą różnorodność sprzętu medycznego, specyficznego dla różnych aplikacji
medycznych oraz tematykę projektu N N518382637, część rozważań prezentowanych w pracy została
zawężona do specjalistycznego systemu nawigacji medycznej, przeznaczonego do zastosowań
laryngologicznych. W razie potrzeby podobne rozważania mogą zostać powtórzone dla typowego
zestawu akcesoriów stosowanych w innych działach medycyny, z wykorzystaniem modeli oraz
oprogramowania wytworzonych podczas realizacji tej pracy.
Większość rozważań przedstawionych w pracy dotyczy nie tyle konkretnego rozwiązania systemu
nawigacji magnetycznej, ale dowolnego systemu wykorzystującego metodę elektromagnetyczną.
Zwiększa to znacznie użyteczność uzyskanych wyników.
4
5
Opis metody i przykładowe wyniki modelowania komputerowego
5.1
Dobór parametrów modeli komputerowych wybranych obiektów
Parametry materiałowe oraz geometryczne modeli wybranych obiektów metalowych,
wpływających na pracę systemów nawigacji medycznej EM do zastosowań laryngologicznych,
wyznaczono na podstawie norm oraz katalogów producentów narzędzi i innych elementów
wyposażenia sali operacyjnej. W celu określenia parametrów materiałowych koniecznym okazało się
doświadczalne oszacowanie względnej przenikalności magnetycznej stali medycznej martenzytycznej
dla małych wartości natężenia pola magnetycznego. Opisane modele podzielone zostały na
następujące grupy:
–
–
5.2
małe obiekty, umieszczone w obszarze roboczym systemu:
–
niemagnetyczne narzędzia medyczne,
–
implanty, blaszki do zespoleń kostnych, wkręty kostne,
–
narzędzia ferromagnetyczne,
duże obiekty, umieszczone w sąsiedztwie systemu:
–
elementy stołu operacyjnego,
–
konstrukcja nośna samego systemu,
–
inne obiekty.
Modelowanie MES i obliczenia mające na celu opis przestrzennego rozkładu błędu
wyznaczenia położenia
W modelowaniu MES wykorzystane zostało oprogramowanie Comsol Multiphysics z pakietem
rozszerzeń AC/DC [17]. W celu zmniejszenie wpływu błędów wprowadzanych przez samo
oprogramowanie, modelowanie dla każdego przypadku przeprowadzono nie tylko dla modelu
zawierającego element zaburzający rozkład pola magnetycznego, ale też dla modelu referencyjnego.
W obliczeniach rozkładu błędu wyznaczenie położenia wykorzystano przybliżenie dipola
magnetycznego. Szczegóły metody modelowania MES oraz sposób obliczeń błędu wyznaczenia
położenia opisano w pozycjach literaturowych [13] i [14].
Dla wszystkich modeli obiektów przeprowadzono analizy harmoniczne dla różnych częstotliwości
pola wzbudzającego sinusoidalnie zmiennego. Dla wybranych modeli wyznaczono także
charakterystyki przejściowe zmian rozkładu błędu określenia położenia w odpowiedzi na skokową
zmianę napięcia, w celu opisania wpływu tych modeli na pracę systemów z polem wzbudzającym
o przebiegu prostokątnym.
Rezultaty modelowania rozkładów błędów wyznaczenia położenia dla wybranych płaszczyzn
naniesiono na wykresy 2D, wykorzystując środowisko LabWindows CVI. Przykład wyników
uzyskanych dla jednego z modeli przedstawiono na Rys. 5.1. Katalog wyników uzyskanych dla
wszystkich rozważanych modeli, dla różnych częstotliwości i kształtów pola wzbudzającego, został
zamieszczony w dodatkach do pracy doktorskiej.
5
Model
uchwytu
endoskopu
s1
r
[mm]




z=40 cm

Emiter
4x4x4cm
Z

X

Y
a
b
c
d
Rys. 5.1. Błąd wyznaczenia położenia r w obecności uchwytu endoskopu dla modelu 5.2, płaszczyzny s1, a –
geometria modelu (bez zachowania proporcji), b – d – wyniki dla częstotliwości pola wzbudzającego
odpowiednio: 1 kHz, 5 kHz i 10 kHz
5.3
Metryki opisujące rozkład błędu wyznaczenia położenia
Tabela 1 Zestawienie metryk oraz oznaczeń upraszczających liczbowy opis rozkładu błędu wyznaczenia
położenia
Oznaczenie
Jednostka Opis
rg
mm
graniczna dopuszczalna wartość błędu wyznaczenia położenia
cm
odległość od powierzchni obiektu zaburzającego rozkład pola magnetycznego, dla której
błąd wyznaczenia położenia o wartości rg przestaje być widoczny
dmax,rg
metryka stosowana dla modeli małych obiektów, umieszczonych w obszarze roboczym
dor,rg
cm
odległość od granicy obszaru roboczego systemu, dla której błąd wyznaczenia położenia
o wartości rg przestaje być widoczny
metryka stosowana dla modeli dużych obiektów, umieszczonych poza obszarem
roboczym
6
W celu porównania uzyskanych rezultatów modelowania z danymi z literatury oraz z wynikami
pomiarów, dla każdego modelowanego obiektu wyznaczono metryki liczbowe opisujące obszar
występowania błędów określenia położenia o wartości nie mniejszej, niż zadana graniczna wartość.
Wykorzystywane metryki zestawiono w Tabeli 1.
Ze względu na wymaganą dobrą dokładność systemu nawigacji przeznaczonego do zastosowań
laryngologicznych, wartości dmax,rg oraz dor,rg wyznaczono dla dopuszczalnego błędu rg równego
0,2 mm. W celu uzupełnienia opisu rozkładu błędów oraz umożliwienia porównania uzyskanych
wyników modelowania z danymi z literatury, obie metryki określono też dla rgrównego 1 mm.
6
Weryfikacja doświadczalna wyników modelowania
Doświadczalna weryfikacja wyników modelowania przeprowadzona została z wykorzystaniem
modelu fizycznego systemu nawigacji EM oraz stanowiska pomiarowego, zaprojektowanych
i wykonanych podczas realizacji projektu N N518382637. Szczegóły charakteryzujące system opisane
zostały w pozycjach literaturowych [1], [2] i [8].
W celu weryfikacji rezultatów modelowania:
–
wyznaczono charakterystyki częstotliwościowe napięcia na wyjściu czujnika pomiarowego
wykorzystanego w systemie, w obecności wybranych narzędzi laryngologicznych,
–
zmierzono błędy pomiaru położenia i orientacji przestrzennej czujnika w sąsiedztwie narzędzi
laryngologicznych, umieszczonych w obszarze roboczym modelu systemu oraz oszacowano
błędy pomiaru położenia końca dalszego śledzonego narzędzia w zależności od
umiejscowienia czujnika.
Charakterystyki częstotliwościowe napięcia na wyjściu czujnika, mierzonego w obecności
metalowych narzędzi laryngologicznych, wyznaczono w celu weryfikacji wniosków wynikających
z modelowania i dotyczących doboru częstotliwości pola wzbudzającego sinusoidalnego, dla której
wpływ danego typu obiektów na działanie systemu jest dostatecznie mały. Zmiany napięcia na wyjściu
czujnika są miarą zmian wartości i zwrotu wektora indukcji magnetycznej. W pomiarach
wykorzystano czujnik pola magnetycznego oraz jedną z cewek generacyjnych, wchodzące w skład
systemu wytworzonego w projekcie N N518382637.
Ze względu na niedoskonałość wczesnej wersji modelu fizycznego systemu, wykorzystywanej
w badaniach, błędy pomiaru położenia i orientacji oraz błąd wyznaczenia położenia końca dalszego
śledzonego narzędzia oszacowano, mocując czujnik w znanym, stałym położeniu i przemieszczając
względem niego narzędzia medyczne, umieszczone na nieprzewodzącym statywie. Ze względu na
bardzo dobrą stabilność czasową wskazań systemu, takie podejście umożliwiło uzyskanie wyników
o dużej rozdzielczości, które mogły zostać wykorzystane w celu weryfikacji rezultatów modelowania
także dla granicznej dopuszczalnej wartości błędu pomiaru położenia równej 0,2 mm.
7
Podsumowanie
W Tabeli 2 zestawiono wybrane wyniki modelowania i pomiarów, uzyskane dla granicznej
dopuszczalnej wartości błędu wyznaczenia położenia równej 0,2 mm. Podobne zestawienie wyników,
uzyskanych dla różnych obiektów wchodzących w skład każdej z przedstawionych w Tabeli 2 grup
modeli, dla wartości rg wymienionych w podrozdziale 5.3, dla różnych częstotliwości i kształtów
pola wzbudzającego, zamieszczono w pracy. Prezentowane w pracy dane nie tylko opisują w sposób
ilościowy wpływ danego typu obiektów na działanie systemu nawigacji EM w zależności od
7
parametrów pola wzbudzającego, ale także umożliwiają weryfikację metody modelowania na
podstawie danych doświadczalnych i literaturowych.
Tabela 2 Podsumowanie wyników modelowania i pomiarów, uzyskanych dla rg = 0,2 mm
Grupa modeli
Narzędzia medyczne Niewielkie obiekty
niemagnetyczne
niemagnetyczne
Obiekty
ferromagnetyczne
Duże elementy
przewodzące
- silnie zależna od
geometrii
1 kHz
Preferowana częstotliwość pola wzbudzającego
Wyniki
modelowania
Wyniki pomiarów
1 - 5 kHz,
w zależności od
wymiarów obiektu
10 kHz
1 kHz (pole AC)
10 kHz (pole AC)
- dla modelu
podłużnego
narzędzia: 100 kHz
silnie zależna od
geometrii
brak wyników
dmax,rg lub dor,rg dla preferowanej częstotliwości pola wzbudzającego o przebiegu sinusoidalnym
Wyniki
modelowania
2,5 cm
- 3 cm - 4 cm lub
dla modelu
wpływ
podłużnego
zaniedbywalnie mały elementu: 4,5 –
13 cm
- zależna od
rozmiarów obiektu
- kilka do 17 cm
- zależna od
wymiarów obiektu
- na ogół pomijalna
dla elementów
konstrukcji systemu
dmax,rg lub dor,rg dla częstotliwości pola wzbudzającego o przebiegu sinusoidalnym:
- 10 kHz – dla wyników modelowania,
- wykorzystywanej w rzeczywistym systemie – dla wyników pomiarów
Wyniki
modelowania
Wyniki pomiarów
położenia końca
dalszego narzędzia
(przypadek
najgorszy)
3 – 8,5 cm
do 10 cm
- 3 cm - 4 cm lub
dla modelu
wpływ
podłużnego
zaniedbywalnie mały elementu 16,5 –
25,5 cm
- zależna od
rozmiarów obiektu
- kilkanaście do
kilkudziesięciu cm
wpływ pomijalny
brak wyników
15 cm
- na ogół pomijalna
dla elementów
konstrukcji systemu
Zaproponowana, prosta metoda modelowania umożliwiła wskazanie elementów wyposażenia sali
operacyjnej, które mogę wpływać na pracę systemów nawigacji EM do zastosowań laryngologicznych
oraz oszacowanie obszaru ryzyka wystąpienia błędów pomiarowych.
8
Wyniki uzyskane na drodze modelowania oraz na podstawie pomiarów z wykorzystaniem
fizycznej realizacji systemu nawigacji są zgodne. Różnice liczbowe pomiędzy rezultatami pomiarów
oraz modelowania tłumaczyć można następującymi czynnikami:
–
różnicą w konstrukcji modelowanego oraz rzeczywistego zespołu generacyjnego,
–
uproszczoną metodą obliczeń położenia wykorzystaną w modelach,
–
różnicami w kształcie samych modeli obiektów przewodzących.
Dla obiektów ferromagnetycznych oraz dużych elementów przewodzących widoczna jest zgodność
pomiędzy wynikami pomiarów zamieszczonymi w literaturze i rezultatami modelowania. Wpływ
niemagnetycznych narzędzi medycznych opisany w literaturze wydaje się być mniejszy niż ten
wynikający z wyników modelowania oraz badań doświadczalnych systemu. Może to być jednak
wynikiem różnego doboru modeli narzędzi.
Na podstawie rezultatów modelowania możliwe wydaje się wyciągnięcie wniosków dotyczących
doboru parametrów pola wzbudzającego wykorzystywanego w systemie. Przy zwiększeniu
wymaganej dokładności systemu do wartości 0,2 mm korzystnym wydaje się być zastosowanie pola
wzbudzającego sinusoidalnego o częstotliwości pojedynczych kiloherców, ze względu na małą
wrażliwość systemu na obecność niemagnetycznych narzędzi medycznych, np. endoskopu oraz
dużych, niemagnetycznych elementów wyposażenia sali operacyjnej lub gabinetu zabiegowego.
Niestety system z takim polem wzbudzającym nadal pozostaje wrażliwy na wpływ obiektów
ferromagnetycznych, które muszą zostać usunięte z obszaru roboczego na odległość ok. 25 cm.
8
Zakończenie
Wyniki uzyskane w pracy potwierdzają przydatność modelowania MES do jakościowej
i ilościowej oceny wpływu przedmiotów przewodzących na wskazania systemu nawigacji EM.
Możliwe okazało się także wskazanie parametrów systemu, dla których wpływ obiektów
najistotniejszych dla zastosowań laryngologicznych zanika. Powyższe fakty dowodzą słuszności tezy
postawionej w pracy.
Dokładność modelowania mogłaby zostać poprawiona przez rozbudowanie modeli, w celu
wierniejszego odwzorowania konkretnej realizacji systemu, oraz zmianę metody obliczeń
wykorzystanej w modelowaniu. Modyfikacje oraz optymalizacja metody modelowania, połączone
z dalszymi badaniami doświadczalnymi rozkładu błędów pomiarowych, przeprowadzonych
z wykorzystaniem udoskonalonego modelu fizycznego systemu, w obecności większej liczby narzędzi
i obiektów wyposażenia sali operacyjnej, stanowi potencjalnie interesujący kierunek dalszych prac
badawczych.
Spis literatury
[1]
M. Baszyński, Z. Moroń, N. Tewel, Electromagnetic navigation in medicine – basic issues,
advantages and shortcomings, prospects of improvement, Journal of Physics: Conference Series
238 (2010), IOP, 2010
[2]
M. Baszyński, Z. Moroń, N. Tewel, Possibilities of improvement of metrological and usable
properties of an electromagnetic navigation system with AC excited field, Proceedings of the
XX IMEKO World Congress: Metrology for Green Growth, 9 – 14 September 2012, BEXCO,
Busan, Republic of Korea, s. 1 – 6, artykuł dostępny pod adresem:
http://www.imeko.org/publications/wc-2012/IMEKO-WC-2012-TC13-O2.pdf
9
[3]
A. M. Franz, T. Haidegger, W. Birkfellner, K. Cleary, T. M. Peters, L. Maier-Hein,
Electromagnetic Tracking in Medicine – A Review of Technology, Validation, and Applications,
IEEE Transactions on Medical Imaging, vol. 33, nr 8, IEEE, 2014
[4]
J. Hummel, M. Figl, C. Kollmann, H. Bergmann, W. Birkfellner, Evaluation of a miniature
electromagnetic position tracker, Medical Physics, vol. 29 (10), s. 2205 – 2212, American
Association of Physicists in Medicine, 2002
[5]
J. Hummel, M. Figl, W. Birkfellner, M. R. Bax, R. Shahidi, C. R. Maurer, H. Bergmann,
Evaluation of a new electromagnetic tracking system using a standardized assessment protocol,
Physics in Medicine and Biology, 51 (2006), s. N205 – N210, IOP, 2006
[6]
D. R. Lionberger, J. Weise, D. M. Ho, J. L. Haddad, How does electromagnetic navigation stack
up against infrared navigation in minimally invasive total knee arthroplasties?, The Journal of
Arthroplasty Vol. 23 No. 4, s. 576 – 580, Elsevier, 2008
[7]
A. D. Milne, D. G. Chess, J. A. Johnson, G. J. King, Accuracy of an electromagnetic tracking
device: a study of the optimal operating range and metal interference, Journal of Biomechanics,
Vol. 29, No. 6, s. 791-793, Elsevier, 1996
[8]
Z. Moroń, M. Baszyński, M. Masalski, N. Tewel, Elektromagnetyczny system do nawigacji
medycznej o poprawionych właściwościach metrologicznych i użytkowych, vol. 60, nr 2, s. 101104, Pomiary, Automatyka, Kontrola, 2014
[9]
C. Nafis, V. Jensen, R. von Jako, Method for evaluating compatibility of commercial
Electromagnetic (EM) micro sensor tracking systems with surgical and imaging tables,
Proceedings SPIE 6918, Medical Imaging 2008: Visualization, Image-guided Procedures, and
Modeling,
artykuł
dostępny
pod
adresem:
http://www.ascensiontech.com/docs/Method_for_evaluating_article.pdf
[10] T. Petters, K. Cleary (ed), Image-Guided Interventions Technology and Applications, Chapter 2,
Tracking Devices, W. Birkfellner, J. Hummel, E. Wilson and K. Cleary, s. 23 – 44, 2008
[11] F. Poulin, L. P. Amiot, Interference during the use of an electromagnetic tracking system under
OR conditions, Journal of Biomechanics 35 (2002), s. 733 – 737, Elsevier, 2002
[12] K. Schicho, M. Figl, M. Donat, W. Birkfellner, R. Seemann, A. Wagner, H. Bergmann, R.
Ewers, Stability of miniature electromagnetic tracking systems, Physics in Medicine and
Biology, vol. 50 (2005), s. 2089 – 2098, IOP, 2005
[13] N. Tewel, Z. Moroń, Analiza metod ograniczania błędów określenia położenia powodowanych
deformacjami rozkładu pola magnetycznego w systemach nawigacji elektromagnetycznej, Acta
Bio-Optica et Informatica Medica, vol. 18, nr 1, s. 43 – 49 , 2012
[14] N. Tewel, Z. Moroń, Analiza wpływu obiektów przewodzących i magnetycznych na dokładność
działania systemu elektromagnetycznej nawigacji medycznej oraz możliwości ograniczenia tego
wpływu, Pomiary, Automatyka, Kontrola, vol. 59, nr 5, s. 473-476, PAK, 2013
[15] N. Tewel, Nawigacja elektromagnetyczna w medycynie – wybrane zagadnienia i problemy,
Metrologia dziś i jutro / pod red. Jerzego Jakubca, Zbigniewa Moronia, Henryka Juniewicza, s.
291 – 302, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2010
[16] materiały
firmy
Collin,
dostęp:
grudzień
2012
http://www.collinmedical.fr/digipointeur_caracteristiques_UK.php#caracteristiques
[17] informacje na temat oprogramownia Comsol, pakietu AC/DC, dostęp:
http://www.comsol.com/acdc-module
10
maj 2015:
Dorobek naukowy i osiągnięcia
–
Ogółem 10 publikacji naukowych, w czym 1 artykuł w Web of Science, 4 publikacje
w czasopismach na liście MNiSW, z czego jedna o zasięgu międzynarodowym, 1 referat
konferencyjny o zasięgu międzynarodowym (IMEKO World Congress), 1 rozdział
w książce o zasięgu lokalnym, 2 referaty o zasięgu lokalnym i 1 komunikat konferencyjny
o zasięgu lokalnym.
–
Uczestnictwo w 2 konferencjach naukowych międzynarodowych (IMEKO) oraz 5
konferencjach krajowych (2. nagroda w sesji plakatowej konferencji Współczesna myśl
techniczna w naukach medycznych i biologicznych, III SYMPOZJUM, Inżynieria
Biomedyczna motorem rozwoju Dolnego Śląska, organizowanej przez Komisję Inżynierii
Biomedycznej PAN oraz Instytut Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej).
–
Uczestnictwo w projekcie badawczym własnym NCN N N518382637.
11