Una estrategia de movimiento de guiado y posicionamiento basada en un nuevo dispositivo virtual cónico para cirugía oral asistida por robot
Autores: Wang, Yan; Wang, Wei; Cai, Yueri; Zhao, Qiming; Wang, Yuyang; Hu, Yaoqing; Wang, Shaoan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una estrategia de movimiento de guiado y posicionamiento basada en un nuevo dispositivo virtual cónico para cirugía oral asistida por robot
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Cirugía oral asistida por robot
Planificación de movimientos
Fijación virtual
Cono guía cónico
Sistema de visión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En la cirugía oral asistida por robot, la herramienta quirúrgica debe ser introducida en la posición objetivo para realizar la cirugía. Sin embargo, los entornos extraorales no modelados y los complejos entornos intraorales presentan dificultades para la planificación del movimiento. Mientras tanto, el movimiento es operado manualmente por el cirujano, lo que causa una precisión relativamente limitada así como el riesgo de errores en la operación. Además, los movimientos aleatorios de la cabeza del paciente traen perturbaciones adicionales a la tarea. Para lograr la tarea, se propuso una estrategia de movimiento basada en un nuevo dispositivo virtual cónico (VF). Primero, al especificar preoperatoriamente un cono guía cónico como el VF, se aplicaron fuerzas repulsivas virtuales en el efector final fuera de rango. Luego, basándose en el modelo de ajuste de dos puntos y la conversión de velocidad, se estableció el efecto del VF para evitar que el efector final exceda la región de restricción. Finalmente, un sistema de visión corrige el cono guía para compensar el movimiento aleatorio de la cabeza del paciente y alimentarlo a un objetivo dinámico. Como un marco auxiliar para la operación quirúrgica, la estrategia propuesta tiene las ventajas de seguridad, precisión y adaptabilidad dinámica. Se realizaron simulaciones y experimentos, verificando la viabilidad de la estrategia propuesta.
Descripción
En la cirugía oral asistida por robot, la herramienta quirúrgica debe ser introducida en la posición objetivo para realizar la cirugía. Sin embargo, los entornos extraorales no modelados y los complejos entornos intraorales presentan dificultades para la planificación del movimiento. Mientras tanto, el movimiento es operado manualmente por el cirujano, lo que causa una precisión relativamente limitada así como el riesgo de errores en la operación. Además, los movimientos aleatorios de la cabeza del paciente traen perturbaciones adicionales a la tarea. Para lograr la tarea, se propuso una estrategia de movimiento basada en un nuevo dispositivo virtual cónico (VF). Primero, al especificar preoperatoriamente un cono guía cónico como el VF, se aplicaron fuerzas repulsivas virtuales en el efector final fuera de rango. Luego, basándose en el modelo de ajuste de dos puntos y la conversión de velocidad, se estableció el efecto del VF para evitar que el efector final exceda la región de restricción. Finalmente, un sistema de visión corrige el cono guía para compensar el movimiento aleatorio de la cabeza del paciente y alimentarlo a un objetivo dinámico. Como un marco auxiliar para la operación quirúrgica, la estrategia propuesta tiene las ventajas de seguridad, precisión y adaptabilidad dinámica. Se realizaron simulaciones y experimentos, verificando la viabilidad de la estrategia propuesta.