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1 -\chapter{Neuronavegação} 1 +\chapter{Neuronavegation}
2 \label{sec:neuronavegador} 2 \label{sec:neuronavegador}
3 3
4 -A introdução sobre a neuronavegação é feita na seção~\ref{sec:neuronavegador_intro}, é recomendável a leitura caso não tenha sido feita. 4 +An introduction to neuronavigation theory was presented in section~\ref{sec:neuronavegador_intro}. Reading is recommended before its use.
5 5
6 -Para utilizar o neuronavegador, é necessário habilitar o modo de neuronavegação do InVesalius selecionando no menu \textbf{Modo} em seguida \textbf{Navegação} (figura~\ref{fig:nav_menu_pt}). Será ativada uma nova aba "Sistema de navegação" que ficará visível no painel à esquerda da janela principal como é apresentado na figura~\ref{fig:nav_painel_pt}. 6 +Enable the InVesalius neuronavigation mode by selecting the \textbf{Mode} tab in the main menu and
  7 +then \textbf{Navigation}, figure ~\ref{fig:nav_menu_pt}. A \textbf{Navigation System} tab will be visible in the
  8 +panel in the left of the main window, as shown in figure~\ref{fig:nav_painel_pt}.
7 9
8 \begin{figure}[!htb] 10 \begin{figure}[!htb]
9 \centering 11 \centering
10 \includegraphics[scale=0.4]{nav_menu_pt.png} 12 \includegraphics[scale=0.4]{nav_menu_pt.png}
11 -\caption{Menu para ativar o modulo de neuronavegação.} 13 +\caption{Menu to enable neuronavigation mode.}
12 \label{fig:nav_menu_pt} 14 \label{fig:nav_menu_pt}
13 \end{figure} 15 \end{figure}
14 16
15 \begin{figure}[!htb] 17 \begin{figure}[!htb]
16 \centering 18 \centering
17 \includegraphics[scale=0.6]{nav_painel_pt.png} 19 \includegraphics[scale=0.6]{nav_painel_pt.png}
18 -\caption{Aba do sistema de neuronavegação.} 20 +\caption{Tab for navigation system.}
19 \label{fig:nav_painel_pt} 21 \label{fig:nav_painel_pt}
20 \end{figure} 22 \end{figure}
21 23
22 -\section{Rastreadores espaciais e modo de referência} 24 +\section{Spatial trackers and reference mode}
23 25
24 -O sistema de neuronavegação se comunica com vários sistemas de rastreamento espacial. Atualmente, suporta os dispositivos fabricados pela ClaroNav (figura~\ref{fig:tracker_claron}) e Polhemus (figura~\ref{fig:tracker_polhemus}). 26 +Currently, InVesalius Navigator supports three spatial tracking devices from two manufacturers, the MicronTracker
  27 +from ClaroNav (Toronto, Canada; figure~\ref{fig:tracker_claron}) and Fastrak, Isotrak and Patriot
  28 +from Polhemus (Colchester, United States; figure~\ref{fig:tracker_polhemus}).
25 29
26 -O usuário deve selecionar o dispositivo correspondente no botão \textbf{Selecione o rastreador:}, figura~\ref{fig:nav_select_tracker}. Caso o usuário não possua nenhum dos rastreadores suportados e deseja realizar um teste do sistema, deve selecionar a opção \textbf{Depurar rastreador} e realizar normalmente os procedimentos que serão citados a seguir. Nessa opção, trata-se de uma simulação, do qual serão geradas coordenadas aleatórias. 30 +After this, the first step is to choose the tracker in the menu \textbf{Select tracker:}, figure~\ref{fig:nav_select_tracker}.
  31 +The option \textbf{Debug tracker} allows the user to test the system even if none spatial tracker is connected.
  32 +This option simulates a spatial tracker by generating random coordinates.
27 33
28 \begin{figure}[!htb] 34 \begin{figure}[!htb]
29 \centering 35 \centering
30 \includegraphics[scale=0.4]{tracker_claron.png} 36 \includegraphics[scale=0.4]{tracker_claron.png}
31 -\caption{Rastreador Claron - www.claronav.com/microntracker/.} 37 +\caption{ClaroNav MicronTracker - www.claronav.com/microntracker/.}
32 \label{fig:tracker_claron} 38 \label{fig:tracker_claron}
33 \end{figure} 39 \end{figure}
34 40
35 \begin{figure}[!htb] 41 \begin{figure}[!htb]
36 \centering 42 \centering
37 \includegraphics[scale=0.5]{tracker_polhemus.jpg} 43 \includegraphics[scale=0.5]{tracker_polhemus.jpg}
38 -\caption{Rastreador Polhemus - http://polhemus.com/motion-tracking/overview/.} 44 +\caption{Polhemus Patriot tracker - http://polhemus.com/motion-tracking/overview/.}
39 \label{fig:tracker_polhemus} 45 \label{fig:tracker_polhemus}
40 \end{figure} 46 \end{figure}
41 47
42 \begin{figure}[!htb] 48 \begin{figure}[!htb]
43 \centering 49 \centering
44 \includegraphics[scale=0.5]{nav_select_tracker_pt.png} 50 \includegraphics[scale=0.5]{nav_select_tracker_pt.png}
45 -\caption{Menu para seleção de rastreador.} 51 +\caption{Menu to select tracking device.}
46 \label{fig:nav_select_tracker} 52 \label{fig:nav_select_tracker}
47 \end{figure} 53 \end{figure}
48 54
49 -É possível realizar a navegação com dois diferentes tipos de referência, estático e dinâmico (figura~\ref{fig:nav_menu_ref}). No modo estático as coordenadas do dispositivo de rastreamento são detectadas com apenas uma sonda. Este modo de navegação é chamado de modo de referência estática porque a cabeça dos sujeitos deve permanecer estática na posição em que foram detectados os pontos fiduciais (Mais informações na seção~\ref{sec:corregistro}).  
50 -Para evitar problemas relacionados com o movimento da cabeça, alguns dispositivos de rastreamento fornecem uma sonda de referência. A sonda de referência pode ser ligada a uma parte não móvel da cabeça, por exemplo testa, para acompanhar as translações e rotações durante o procedimento de navegação. O uso de uma sonda de referência é o chamado modo de referência dinâmica. 55 +There are two references types to perform the navigation, static and dynamic (figure~\ref{fig:nav_menu_ref}).
  56 +Static mode uses just one spatial tracker probe. In this mode, the subject head must stay motionless after
  57 +registration (for more info about coregistration see section~\ref{sec:corregistro}). To avoid head movements artifacts,
  58 +a reference probe attached to some static part of the head is required, e.g. forehead. During neuronavigation
  59 +procedures, the reference probe will detect and correct the translation and rotation from the head.
  60 +This mode is known as dynamic reference.
51 61
52 \begin{figure}[!htb] 62 \begin{figure}[!htb]
53 \centering 63 \centering
54 \includegraphics[scale=0.5]{nav_menu_ref.png} 64 \includegraphics[scale=0.5]{nav_menu_ref.png}
55 -\caption{Menu para seleção de referência.} 65 +\caption{Menu to select reference mode.}
56 \label{fig:nav_menu_ref} 66 \label{fig:nav_menu_ref}
57 \end{figure} 67 \end{figure}
58 68
59 -\section{Corregistro} 69 +\section{Coregistration}
60 \label{sec:corregistro} 70 \label{sec:corregistro}
61 71
62 -O objetivo do corregistro é estabelecer uma relação entre o espaço de coordenadas do rastreador espacial e o espaço de coordenadas virtual (imagem). Para realizar o corregistro, o usuário deve selecionar três marcadores fiduciais na imagem, para isso primeiramente deverá ativar o recurso de \textbf{Correspondência entre as orientações axial, sagital e coronal} (ver seção~\ref{sec:corresp_all_orient}), coletar as três coordenadas fiduciais usando a sonda do dispositivo de rastreamento. Os fiduciais mais utilizados são o trago auricular esquerdo, trago auricular direito e a fossa nasal. A figura~\ref{fig:nav_selec_coord} ilustra a coleta dos pontos fiduciais. Quando é selecionado algum ponto fiducial na imagem, automaticamente é criado um marcador (esfera da cor verde) no volume, figura~\ref{fig:nav_balls_in_head}. 72 +The aim of coregistration procedure is to find a relation that transforms a coordinate given in the tracking device space
  73 +to a coordinate in the virtual space (image). To perform the coregistration, the user must
  74 +use the function of \textbf{Correspondence between orientations axial, sagittal and coronal} (see section~\ref{sec:corresp_all_orient})
  75 +and select three anatomical fiducials in the image and then collect the same three fiducials with the spatial tracker.
  76 +The most common anatomical fiducials are the nasion and both tragus (ears). Figure~\ref{fig:nav_selec_coord} shows the fiducials panel.
  77 +When some image fiducial is selected, a marker (green sphere) is created in the volume, figure~\ref{fig:nav_balls_in_head}.
63 78
64 \begin{figure}[!htb] 79 \begin{figure}[!htb]
65 \centering 80 \centering
66 \includegraphics[scale=0.5]{nav_selec_coord_pt.png} 81 \includegraphics[scale=0.5]{nav_selec_coord_pt.png}
67 -\caption{Botões e coordenadas para seleção de pontos fiduciais.} 82 +\caption{Buttons and coordinates to select anatomical fiducials.}
68 \label{fig:nav_selec_coord} 83 \label{fig:nav_selec_coord}
69 \end{figure} 84 \end{figure}
70 85
71 -As siglas dos botões para coleta dos fiduciais representam: 86 +The buttons acronyms represent:
72 87
73 \begin{itemize} 88 \begin{itemize}
74 - \item OEI: trago auricular esquerdo na imagem  
75 - \item ODI: trago auricular direito na imagem  
76 - \item NAI: fossa nasal na imagem  
77 - \item OER: trago auricular esquerdo no rastreador  
78 - \item OER: trago auricular direito no rastreador  
79 - \item NAR: fossa nasal esquerdo no rastreador 89 + \item LEI: left ear in image
  90 + \item REI: right ear in image
  91 + \item NAI: nasion in image
  92 + \item LET: left ear with spatial tracker
  93 + \item RET: right ear with spatial tracker
  94 + \item NAT: nasion with spatial tracker
80 \end{itemize} 95 \end{itemize}
81 96
82 \begin{figure}[!htb] 97 \begin{figure}[!htb]
83 \centering 98 \centering
84 \includegraphics[scale=0.5]{nav_balls_in_head.png} 99 \includegraphics[scale=0.5]{nav_balls_in_head.png}
85 -\caption{Criação de marcadores nos pontos fiduciais da imagem.} 100 +\caption{Selected fiducial markers represented as green spheres.}
86 \label{fig:nav_balls_in_head} 101 \label{fig:nav_balls_in_head}
87 \end{figure} 102 \end{figure}
88 103
89 104
90 -\section{Erro de registro fiducial e navegação} 105 +\section{Fiducial registration error and navigation}
91 106
92 -Após o usuário selecionar os três pontos fiduciais na imagem e os respectivos pontos com o rastreador espacial, o próximo passo é clicar no \textbf{botão Navegar} e o procedimento de navegação será iniciado. Para pausar a navegação, basta clicar novamente no \textbf{botão Navegar}. Automaticamente após selecionado a navegação é calculado o erro de registro fiducial, conhecido como \textit{Fiducial Registration Error} (FRE). Esse erro representa a distância média quadrática do ponto fiducial na imagem com o respectivo ponto fiducial obtido após realizado o corregistro. 107 +After all fiducials are selected in both spaces (tracker and image) the next step is to press button \textbf{Navegate}
  108 +button to start the neuronavigation. To stop navigation just press the button \textbf{Navigate} again.
  109 +Immediately after the navigation starts, the \textit{Fiducial Registration Error} (FRE) is calculated. The FRE is the
  110 +root mean square distance between the image fiducials used for and after registration.
93 111
94 -Ao lado do botão de navegação, há a caixa de texto respectivo ao FRE. Se o FRE apresentar um valor alto (acima de 3 mm) a navegação não será precisa e a caixa de texto ficará vermelha, figura~\ref{fig:nav_fre_error}, recomenda-se que o corregistro seja refeito. Caso contrário, para FRE menor que 3 mm a caixa de texto fica verde, representando que a navegação terá precisão aceitável, figura~\ref{fig:nav_fre_ok}. 112 +In the left side of navigate button there is a FRE text box. If FRE is high (greater than 3 mm) the navigation will not
  113 +be precise and the text box will become red, figure~\ref{fig:nav_fre_error}, it is recommended that the coregistration
  114 +is redone. Otherwise, if FRE is lower than 3 mm, the text box becomes green, showing that the navigation has an
  115 +acceptable precision, figure~\ref{fig:nav_fre_ok}.
95 116
96 \begin{figure}[!htb] 117 \begin{figure}[!htb]
97 \centering 118 \centering
98 \includegraphics[scale=0.6]{nav_fre_error_pt.png} 119 \includegraphics[scale=0.6]{nav_fre_error_pt.png}
99 -\caption{Botão de navegação e FRE com valor elevado para navegação.} 120 +\caption{Navigation button and high FRE unsuitable for navigation.}
100 \label{fig:nav_fre_error} 121 \label{fig:nav_fre_error}
101 \end{figure} 122 \end{figure}
102 123
103 \begin{figure}[!htb] 124 \begin{figure}[!htb]
104 \centering 125 \centering
105 \includegraphics[scale=0.6]{nav_fre_ok_pt.png} 126 \includegraphics[scale=0.6]{nav_fre_ok_pt.png}
106 -\caption{Botão de navegação e FRE com valor aceitável para navegação.} 127 +\caption{Navigation button and low FRE suitable for navigation.}
107 \label{fig:nav_fre_ok} 128 \label{fig:nav_fre_ok}
108 \end{figure} 129 \end{figure}
109 130
110 -\section{Marcadores} 131 +\section{Markers}
111 132
112 -Durante a navegação, é possível criar marcadores esféricos no volume 3D. Para acessar essa função, basta clicar na aba \textbf{Ferramentas extras}, figura~\ref{fig:nav_extra_tools}. 133 +During navigation, it is possible to create sphere markers in the 3D volume. To do that, the user needs to select
  134 +\textbf{Extra tools} tab, figure~\ref{fig:nav_extra_tools}.
113 135
114 \begin{figure}[!htb] 136 \begin{figure}[!htb]
115 \centering 137 \centering
@@ -118,42 +140,56 @@ Durante a navegação, é possível criar marcadores esféricos no volume 3D. Pa @@ -118,42 +140,56 @@ Durante a navegação, é possível criar marcadores esféricos no volume 3D. Pa
118 \label{fig:nav_extra_tools} 140 \label{fig:nav_extra_tools}
119 \end{figure} 141 \end{figure}
120 142
121 -A criação de marcadores pode ser executada clicando no botão correspondente, com isso será criado um marcador na posição da cruz vermelha com as características escolhidas na aba, figura~\ref{fig:nav_extra_tools}. O número 4 representa o tamanho do raio da esfera que será criada. Ao lado do tamanho do marcador é possível definir a cor da esfera (figura~\ref{fig:nav_vol_with_markers}). 143 +The marker creation will be positioned in the current red cross position. The size and color can be
  144 +changed, figure~\ref{fig:nav_vol_with_markers}.
122 145
123 -Caso o usuário desejar identificar o marcador criado no volume, um \textbf{clique duplo com o botão esquerdo do mouse} deve ser realizado no marcador desejado, com isso o respectivo começará a piscar.  
124 -  
125 -É possível criar uma identificação para o marcador, para isso, deve-se clicar com o botão direto sobre o marcador desejado e selecionar \textbf{Editar ID}, figura~\ref{fig:nav_id_list_markers}, será aberto uma janela para o usuário digitar a identificação, figura~\ref{fig:nav_edit_id_markers}. 146 +When a marker is created, its coordinates appear in the list control. To identify one marker of the list control in the
  147 +volume, \textbf{double-click with left mouse button} the target item and the corresponding marker will blink.
  148 +To stop blinking the markers, the user just needs to select another marker, i.e. press once in another item.
  149 +It is also possible to create an ID to the marker, and to do that right click and select \textbf{Edit ID}, like
  150 +in figure ~\ref{fig:nav_id_list_markers}. Finally, a window will open allowing the user to create
  151 +the ID, figure~\ref{fig:nav_edit_id_markers}.
126 152
127 \begin{figure}[!htb] 153 \begin{figure}[!htb]
128 \centering 154 \centering
129 \includegraphics[scale=0.4]{nav_vol_with_markers.png} 155 \includegraphics[scale=0.4]{nav_vol_with_markers.png}
130 -\caption{Volume com marcadores em diferentes cores.} 156 +\caption{Volume with different colors markers.}
131 \label{fig:nav_vol_with_markers} 157 \label{fig:nav_vol_with_markers}
132 \end{figure} 158 \end{figure}
133 159
134 \begin{figure}[!htb] 160 \begin{figure}[!htb]
135 \centering 161 \centering
136 \includegraphics[scale=0.6]{nav_id_list_markers_pt.png} 162 \includegraphics[scale=0.6]{nav_id_list_markers_pt.png}
137 -\caption{Aba para manipulação de marcadores.} 163 +\caption{Task to manage marker creation.}
138 \label{fig:nav_id_list_markers} 164 \label{fig:nav_id_list_markers}
139 \end{figure} 165 \end{figure}
140 166
141 \begin{figure}[!htb] 167 \begin{figure}[!htb]
142 \centering 168 \centering
143 \includegraphics[scale=0.6]{nav_edit_id_markers_pt.png} 169 \includegraphics[scale=0.6]{nav_edit_id_markers_pt.png}
144 -\caption{Janela para editar identificação do marcador.} 170 +\caption{Window to label the marker.}
145 \label{fig:nav_edit_id_markers} 171 \label{fig:nav_edit_id_markers}
146 \end{figure} 172 \end{figure}
147 173
148 -A exportação dos marcadores é feita através do \textbf{botão salvar}, a extensão do arquivo gerado é o .mks. Essa extensão de arquivo pode ser aberta por processadores de texto como bloco de notas. O arquivo possui as coordenadas $X$, $Y$ e $Z$ seguido o código $RGB$, tamanho de marcador e a identificação. Posteriormente, esse arquivo pode ser importado através do \textbf{botão Carregar}. 174 +The marker coordinates may be exported using the button \textbf{Save}. File extension is \textit{.mks}. This extension can be
  175 +opened in any word processor, e.g. Notepad or WordPad software. The file has the X, Y and Z coordinates followed by the RGB code,
  176 +marker size and ID. Posteriorly, the markers can be importated to the navigation system using button \textbf{Load}.
  177 +
  178 +To remove markers, \textbf{select} one or as much markers needed to be deleted and press button \textbf{Remove}.
  179 +It is also possible to remove all markers, with the button \textbf{Remove all markers}. Another functionality
  180 +is to hide/show the markers in the volume using the \textbf{button show/hide}.
149 181
150 -Caso o usuário desejar excluir apenas um marcador basta \textbf{selecionar} o item desejado na lista e clicar no \textbf{botão Remover}, também existe a opção de excluir todos os marcadores criados, \textbf{Deletar todos marcadores}. Além disso, pode-se ocultar/mostrar a exibição dos marcadores no volume pelo \textbf{botão ocultar/mostrar}.  
151 182
152 -\section{Caixas de seleção, trigger externo} 183 +\section{External trigger checkbox}
153 184
154 -Outra maneira para criação de marcadores é a monitoração externa de trigger. Para ativa-la basta selecionar a caixa de seleção \textbf{Trigger externo}. Essa função foi desenvolvida para comunicar dispositivos EMT e criar automaticamente o marcador em posições onde os pulsos foram aplicados. No entanto, outras aplicações são possíveis de acordo com a necessidade do usuário.  
155 -A comunicação com o dispositivo externo é feita através da porta serial COM1, e basta enviar qualquer sinal do tipo RS-232 em uma velocidade \textit{baud rate} de 9600 no pino de recepção que será criado um marcador na atual posição da cruz. 185 +Another way to create markers is using an external trigger. To activate this feature, just press the
  186 +checkbox \textbf{External trigger} before the navigation starts. This function was developed to communicate with
  187 +TMS devices, to create a marker whereas the pulses are applied. Besides, it is possible to adapt this function as
  188 +the user needs. The communication with the external device requires a serial port COM1. If this port receives
  189 +any RS-232 signal in 9600 \textit{baud rate} it will create a marker in the current red cross position.
156 190
157 -\section{Câmera do volume} 191 +\section{Camera volume checkbox}
158 192
159 -O posicionamento da câmera do volume é atualizado automaticamente, tanto pela posição da cruz vermelha das fatias quanto pela posição da sonda durante a navegação. O usuário pode desabilitar a atualização automática e atualizar a câmera manualmente. O posicionamento será alterado caso o usuário o fizer na janela de volume. Para isso, basta desmarcar a caixa de seleção \textbf{Câmera do volume}. 193 +The volume camera positioning is updated automatically, both by the red cross and the spatial tracker probe positioning.
  194 +The user can disable this function by unchecking the \textbf{Camera volume} checkbox.
  195 +Therefore, the camera has to be manually changed.