ISEP - DM – Engenharia Biomédica
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Percorrer ISEP - DM – Engenharia Biomédica por autor "BASTOS, ANTÓNIO PEDRO ALMEIDA"
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- Visão robótica na análise automatizada do pé diabéticoPublication . BASTOS, ANTÓNIO PEDRO ALMEIDA; Coelho, Luís Filipe Martins PintoA diabetes mellitus (DM), geralmente conhecida como diabetes, é uma doença crónica de elevada prevalência, constituindo uma das principais causas de mortalidade e morbilidade. A ausência de tratamento pode conduzir a complicações graves, como o pé diabético, pelo que o diagnóstico precoce é fundamental. Na área clínica, existem métodos de diagnóstico, como os testes de sensibilidade do pé diabético com o monofilamento Semmes-Weinstein (SW), cuja repetição e simplicidade tornam a sua automatização vantajosa. Nesta dissertação, foi desenvolvido um sistema de análise do pé diabético como end-effector para robô, que permite a aproximação segura ao paciente e suporta a recolha de informação do mesmo pela utilização de sensores. Inicialmente, para o sistema de visão que estima a localização dos pontos em avaliação, foram utilizadas as redes neuronais convolucionais UNet e UNet 3+ para segmentação de imagens da região plantar. Posteriormente, desenvolveu-se um end-effector instrumentado, na forma de um sistema de análise de parâmetros como a força e temperatura, utilizando um transdutor de força e um termómetro MLX90614, com transmissão dos dados para o PC. Foram realizados testes para validar o funcionamento do sistema e estudar a influência da tara antes de efetuar medições. Por último, desenvolveu-se um programa em Python para controlo do robô UR3e, permitindo automatizar o teste de sensibilidade com o end-effector acoplado. A arquitetura UNet revelou melhor desempenho de segmentação, com F1-Score e índice de Jaccard superiores e maior equilíbrio entre precision e recall, enquanto a UNet 3+ apresentou instabilidade e uma forte dependência do dataset. Nos testes com o transdutor, a aplicação da tara mostrou ser essencial para eliminar o offset inicial e garantir medições mais fiáveis e reprodutíveis. O sistema robótico desenvolvido demonstrou a viabilidade da automatização do teste com o monofilamento Semmes-Weinstein com o robô UR3e, embora persistam limitações que deverão ser colmatadas em desenvolvimentos futuros. O projeto desenvolvido demonstrou o potencial de aplicações de robôs colaborativos no contexto biomédico, ao automatizar processos e recolher dados de interesse, através de sistemas de análise como os end-effectors. Assim, constitui um ponto de partida para o desenvolvimento de futuros trabalhos mais eficientes e adaptáveis aos contextos clínicos em evolução constante.