beforecontenttitle

Proyecto Telecirugía

Después del título del contenido

Antes del cuerpo del contenido

Trozos html editables

Sistema robótico modular para telecirugía mínimamente invasiva

Entidad financiadora: Instituto de Salud Carlos III. Ministerio de Sanidad

Referencia: PI-021708

Universidad: Universidad de Málaga

Duración: Desde 01/01/2003 hasta 31/12/2005

Investigador Responsable: Víctor Fernando Muñoz Martínez

Habilidades

Group	Ability	Level	Description
Configurability	Mechatronic Configuration	1	Start-up Configuration. The configuration files, or the mechatronic configuration can be altered by the user prior to each task in order to customise the robot system in advance of each cycle of operation.
Interaction	Human-Robot	3	Position selection. The system is able to execute pre-defined actions autonomously. The user selects the subsequent action at the completion of each action.
	Human-Robot Feedback	3	Simple haptic feedback. The robot system is able to feedback a physical force that represents the forces at the end effector of the robot. The force feedback is delivered to the user via a single point of contact, for example a joystick.
	Human-Robot Safety	1	Basic Safety. The robot operates with a basic level of safety appropriate to the task. Maintaining safe operation may depend on the operator being able to stop operation or continuously enable the operating cycle. The maintenance of this level of safety does not depend on software.
Dependability	Dependability	2	Fails Safe. The robot design is such that there are fail safe mechanisms built into the system that will halt the operation of the robot and place it into a safe mode when failures are detected. This includes any failures caused by in-field updates. Dependability is reduced to the ability to fail safely in a proportion of failure modes. Fail safe dependability relies on being able to detect failure.
Motion	Unconstrained	3	Open path motion. The robot can execute a motion that follows a path with a given path accuracy. This path is described by a specific point on the robot. The robot is able to return to any given point on the path with an accuracy that is appropriate to the task.
Manipulation	Grasping	1	Simple pick and place. The robot is able to grasp any object at a known pre-defined location using a single predefined grasp action. The robot is then able to move or orient the object and finally un-grasp it. The robot may also use its Motion Ability to move the object in a particular pattern or to a particular location. Grasping uses open-loop control.

Resumen

Se trata de un proyecto cuyo objetivo global se define como la continuación de los trabajos realizados por este grupo de investigadores en el marco de la anterior ayuda concedida por el Fondo de Investigación Sanitaria (Proyecto coordinado con números de expedientes 00/0050-01 y 00/0050-02).

En concreto, se trata de construir un brazo robótico específico, y especializado en portar la cámara en cirugía laparoscópica. Se caracterizará por adaptarse perfectamente a las necesidades de espacio del quirófano y por no requerir ningún tipo de instalación para su puesta en marcha. Se gobernará mediante la voz, pero mediante un sistema adicional, que se ubicará en la columna de laparoscopia y que con el que se comunicará de forma inalámbrica, se le añadirán unas prestaciones avanzadas para la telemedicina: un cirujano situado en un lugar remoto podrá realizar labores de telecirugía, telediagnóstico o actuar como un telementor. Asimismo, se propone seguir investigando sobre la telemanipulación y aplicarlo tanto a la cirugía laparoscópica como a la resección transuretral de la próstata.

Objetivos planteados y logros alcanzados

1. Perfeccionamiento del sistema robótico para permitir su utilización en la cirugía humana

Se parte de la experiencia obtenida en el anterior proyecto FIS para realizar una mecánica para el brazo robótico que comporte mayor precisión, y una electrónica de control de movimientos que se encuentre incluida en el propio aparato. Todo ello, se realizará para que cumpla la normativa vigente para los aparatos de electro medicina.

Logros alcanzados:

Este objetivo se ha alcanzado de forma completa. Se ha diseñado y construido un asistente robótico para cirugía laparoscópica, que obedece a la voz del cirujano y que cumple la normativa vigente de aparatos de electro medicina. Este prototipo se ha certificado para su uso en quirófano, y se ha llevado a la cirugía humana. Para ello, en primer lugar se partió de una estructura mecánica desarrollada en un proyecto anterior, se modificó y se le incluyó la motorización y la electrónica de control. Esta última se concibió para responder a la funcionalidad prevista y para cumplir todas las normativas de aparatos de electro medicina. Posteriormente, se certificó el robot resultante, se elaboró un protocolo clínico, y tras conseguir los permisos de los Comités de Ética correspondientes, se llevó a la clínica humana. Se realizaron dieciséis intervenciones con el robot. Con la experiencia adquirida, se ha diseñado y construido una nueva estructura mecánica para un robot que se adapta mejor a las necesidades de los cirujanos y que posee mayor precisión a la hora de posicionar la cámara laparoscópica.

2. Sistema para el telediagnóstico y la telecirugía.

Se pretende realizar un dispositivo autónomo que colocado en la columna laparoscópica y conectado a internet proporcione un sistema de comunicación y para compartir información, tanto textual como visual, entre un cirujano local en el quirófano y uno remoto. Se podrá utilizar sin el brazo robótico en procedimientos ordinarios sólo para labores de teleconsulta y diagnóstico coopertativo. Si se encuentra el brazo en el quirófano, se comunicara por radio con él y el cirujano remoto podrá telecontrolarlo.

Logros alcanzados:

Este objetivo se ha alcanzado también de forma completa. Se ha diseñado y construido una estación de teleoperación capaz de recibir imágenes de la cámara de laparoscopia, a través de Internet, y de mandar órdenes de movimiento, de forma remota, al robot. Asimismo, el cirujano remoto puede hacer marcas sobre la imagen recibida, y enviarlas al ordenador situado en el quirófano, local al robot, para que el cirujano en el quirófano las vea y actúe en consecuencia. Se trata de un sistema donde un cirujano remoto puede supervisar y aconsejar al cirujano que se encuentra en la sala de operaciones. Asimismo, se ha dotado al robot de nuevos periféricos para teleoperarlo de forma local. Se ha desarrollado un sistema de reconocimiento de voz que se comunica con el robot a través de tecnología inalámbrica bluetooth. También mediante esta tecnología inalámbrica se ha utilizado una PDA para el manejo del robot y lectura de su información interna.

3. Brazo robótico para la telemanipulación en intervenciones laparoscópicas y para la resección transuretral de la próstata.

Se trata de diseñar una herramienta específica para cada una de las intervenciones mencionadas más arriba: una para portar una pinza de laparoscopia y otra para actuar un resector utilizado en la técnica urológica. Mediante una misma interfase persona-máquina basada en un brazo maestro, se podrá teleoperar un brazo robótico industrial adaptado. Se incidirá sobre los aspectos de seguridad, de tal manera que se limitará el espacio de trabajo o no se permitirán movimientos bruscos.

Logros alcanzados:

Se ha desarrollado una estación robótica para la telecirugía basada en el robot diseñado y construido en el objetivo 1 para mover la cámara laparoscópica y dos robots industriales adicionales. Estos dos últimos se han dotado de sendos sensores de fuerzas y de un agarre especial para portar instrumental específico de cirugía mínimamente invasiva. Primero se ha procedido a teleoperar al sistema mediante el uso de un brazo maestro pasivo diseñado y construido para tal tarea. En segundo lugar, se han adquirido dos brazos maestros activos (dispositivos hápticos) para realizar la teleoperación con la realimentación de fuerzas. Se han desarrollado nuevos algoritmos específicos de control de movimientos de los robots industriales mediante la realimentación de fuerzas, que se han probado mediante experimentos “in-vitro” tanto para procedimientos de cirugía laparoscópica como para la resección transuretral de la próstata.