Plataforma de simulación de trayectorias quirúrgicas en neurocirugía utilizando robots colaborativos

Abstract

En las últimas décadas se han presentado avances significativos en el área de la robótica médica. Sin embargo, el difícil acceso a hardware, software y entrenamiento relacionado a estos equipos entorpece su alcance e implementación. Por esta razón, el software de simulación se está convirtiendo en una alternativa importante para conducir nuevas investigaciones. Una revisión del estado del arte fue llevada a cabo para arrojar luz en este sentido. El presente trabajo de grado es una proyección de un trabajo anterior, cuyo objetivo era desarrollar una plataforma en Unity, basada en ROS, capaz de manipular un robot UR3e bajo tres modos de control. Con el fin de encaminar la plataforma hacia un enfoque médico-quirúrgico como dispositivo de navegación, fue necesario modificar el trabajo original en uno de sus modos de control. De esta manera, es posible crear trayectorias con gran precisión al interior de objetos 3D que representan partes de la anatomía humana. Para este trabajo se utilizó un phantom de cráneo y una herramienta similar a un endoscopio para llevar a cabo las pruebas de laboratorio. Los cambios hechos en la plataforma y los experimentos conducidos serán descritos detalladamente en las subsecuentes páginas. Por otro lado, los resultados confirman el cumplimiento de los objetivos propuestos y las conclusiones alientan a continuar explorando las posibilidades de la plataforma bajo este enfoque.

In recent decades, significant advances have been made in the area of medical robotics. However, difficult access to hardware, software and training related to this equipment hinders their reach and implementation. For this reason, simulation software is becoming an important alternative to conduct new research. A review of the state of the art was carried out to shed light in this regard. This bachelor´s degree is a projection of a previous work, whose objetive was to develop a platform in Unity, ROS-based, capable of manipulating a UR3e robot under three control modes. In order to direct the platform towards a medical-surgical approach as a navigation device, it was necessary to modify the original work in one of its control modes. In this way, it is posible to créate highly precise trajectories inside 3D objects that represent parts of the human anatomy. For this work, a skull phantom and a tool similar to an endoscope were used to carry out the laboratory tests. Changes made to the platform and experiments conducted will be described in detail on subsequent pages. On the other hand, results confirm fulfillment of the propose objectives and the conclusions encourage to continue exploring the possibilities of the platform under this approach.