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Desarrollo de un Procedimiento Robótico Automático para el Mecanizado de Prótesis de Cráneo

Autores: Castelli, Kevin; Carnevale, Marco; Giberti, Hermes

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Desarrollo de un Procedimiento Robótico Automático para el Mecanizado de Prótesis de Cráneo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Dispositivos protésicos
Cranioplastia
Automatización
Cirugía
Sistema robótico
Incertidumbre geométrica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El proyecto presentado en este documento se desarrolla en el campo de la automatización en el sector médico-quirúrgico. Su objetivo es automatizar el proceso para la realización de dispositivos protésicos para el cráneo en cranioplastia, tras una intervención de craniotomía para la extirpación de tumores cerebrales. El documento enfatiza la posibilidad de crear el dispositivo protésico en tiempo real durante la cirugía, con el fin de facilitar el trabajo que los cirujanos deben realizar durante la operación. Generalmente, una prótesis de cráneo se realiza antes del día de la intervención, basándose en el plan de la operación médica, en los resultados de la tomografía computarizada y a través de software de procesamiento de imágenes. Sin embargo, después de que se realiza la cirugía, se puede encontrar una incertidumbre geométrica no despreciable entre la parte del cráneo realmente removida y el corte planificado durante el análisis preliminar, de modo que la prótesis realizada (o incluso el cráneo, en el peor de los casos) puede necesitar ser retocada. Este documento demuestra la posibilidad de introducir un proceso completamente automatizado en un entorno hospitalario, para fabricar en tiempo real el operculum protésico, basándose en la geometría real de la incisión del cráneo detectada durante la intervención. Al procesar un escaneo 3D del cráneo después de la craneotomía, se puede crear un modelo digital de la prótesis y luego utilizarlo como entrada para generar el código que debe ser ejecutado por un sistema robótico encargado del mecanizado de la pieza. Centrándose en este segundo paso, es decir, el proceso de fabricación, el trabajo describe la forma en que las dimensiones del bloque de material en bruto se seleccionan automáticamente, y la forma en que las trayectorias del robot para la operación de fresado se generan automáticamente. La validación experimental demuestra la posibilidad de completar la prótesis dentro del tiempo de cirugía, aumentando así la precisión de la prótesis producida y, en consecuencia, reduciendo el tiempo necesario para completar la operación.

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