Identificação e deteção da localização e orientação de folículos para extração e posterior implante de forma autónoma

Abstract

A perda de cabelo é um problema comum que atinge milhões de pessoas. O seu tratamento pode ser feito através do implante capilar, técnica indicada para causas de queda de cabelo em que houve total comprometimento do folículo piloso, ou seja, nas situações em que existe a atrofia ou destruição do cabelo. Nesta dissertação, pretende-se desenvolver um sistema de visão que permita identificar de forma autónoma a localização e orientação de folículos relativamente a uma ferramenta acoplada a um robô certificado para utilização em áreas médicas. O processo descrito pretende encurtar o tempo médio do transplante folicular, melhorar a percentagem de folículos transplantados com sucesso, reduzindo o esforço e dor do paciente. Para o efeito é utilizado o robô Kuka iiwa sendo as imagens adquiridas com câmaras uEye light edition e a aplicação desenvolvida em MATLAB. Neste trabalho é descrito de forma detalhada o funcionamento do sistema de visão implementado no robô, abordando aspetos relacionados com a calibração das câmaras, identificação do tipo de folículos (com base no número de cabelos existentes na mesma raiz), a localização espacial deste relativamente ao par de câmaras stereo. O algoritmo desenvolvido permite calcular de forma automática as matrizes necessárias ao movimento do robô para que o punção atinja a posição desejada. O desenvolvimento deste trabalhou culminou na apresentação de um interface que permitisse a um cirurgião extrair folículos assistido por um robô.

Hair loss is a common problem that affects millions of people worldwide. The treatment of baldness can be done through the capillary implant technique suitable for hair loss in cases in which there was total impairment of the hair follicle, namely in situations where there is a hair atrophy or destruction. This thesis intends to develop a vision stereo system, to autonomously recognize the location and orientation of a follicle in relation to a tool attached to a robot certified and approved for medical use; The procedure aims to shorten the average time of follicular transplantation, improving the percentage of successful transplanted follicles; and reducing stress and pain of the patient. For achieving such purpose Kuka iiwa robot was used; and images were acquired through the uEye edition light cameras. Also, the algorithm was developed in MATLAB. Different problems were addressed: calibration of the camera, identification of the type of follicles (based on the number of hairs in the same root), and recognition of the spatial location of follicles in relation to the stereo cameras. This algorithm allows to calculating automatically the arrays necessary to move the robot's griper to the desired position. The development of this work resulted in the development and presentation of an interface that allows a surgeon to extract follicles assisted by a robot.