Identificación de parámetros inerciales para el control de posición y fuerza de robots de asistencia quirúrgica
Autores: Zamora-Ortiz, Pau; Carral-Alvaro, Javier; Valera, Ángel; Pulloquinga, José L.; Escarabajal, Rafael J.; Mata, Vicente
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Identificación de parámetros inerciales para el control de posición y fuerza de robots de asistencia quirúrgica
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Cirugías
Ejercicios de rehabilitación
Sistema mecánico
Manipuladores uterinos
Parámetros inerciales
Operaciones quirúrgicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las cirugías o ejercicios de rehabilitación son tareas peligrosas para un sistema mecánico, ya que el dispositivo debe interactuar con partes del cuerpo humano sin la experiencia práctica que el cirujano o fisioterapeuta adquiere con el tiempo. Para varias cirugías ginecológicas laparoscópicas, como la histerectomía laparoscópica o la endometriosis pélvica laparoscópica, se utilizan Manipuladores Uterinos. Estos dispositivos médicos permiten movilizar adecuadamente el útero. Existe una brecha que debe llenarse en cuanto al manejo preciso de este tipo de dispositivos. En este sentido, este manuscrito describe primero el procedimiento matemático para identificar los parámetros inerciales de los manipuladores uterinos. Estos parámetros son necesarios para establecer un control preciso de posición y fuerza para un sistema electromecánico que asista en operaciones quirúrgicas. El método para identificar la masa y el centro de masa del manipulador se basa en la solución de las ecuaciones para el equilibrio estático de sólidos rígidos. Basándose en la estimación de los parámetros inerciales del manipulador, el documento muestra cómo se puede obtener la fuerza ejercida por el manipulador. Con este fin, resuelve un sistema de matrices compuesto por los torques y fuerzas del manipulador. Se han utilizado diferentes manipuladores, y se ha verificado que los procedimientos matemáticos propuestos en este trabajo nos permiten calcular de manera precisa y eficiente la fuerza ejercida por estos manipuladores.
Descripción
Las cirugías o ejercicios de rehabilitación son tareas peligrosas para un sistema mecánico, ya que el dispositivo debe interactuar con partes del cuerpo humano sin la experiencia práctica que el cirujano o fisioterapeuta adquiere con el tiempo. Para varias cirugías ginecológicas laparoscópicas, como la histerectomía laparoscópica o la endometriosis pélvica laparoscópica, se utilizan Manipuladores Uterinos. Estos dispositivos médicos permiten movilizar adecuadamente el útero. Existe una brecha que debe llenarse en cuanto al manejo preciso de este tipo de dispositivos. En este sentido, este manuscrito describe primero el procedimiento matemático para identificar los parámetros inerciales de los manipuladores uterinos. Estos parámetros son necesarios para establecer un control preciso de posición y fuerza para un sistema electromecánico que asista en operaciones quirúrgicas. El método para identificar la masa y el centro de masa del manipulador se basa en la solución de las ecuaciones para el equilibrio estático de sólidos rígidos. Basándose en la estimación de los parámetros inerciales del manipulador, el documento muestra cómo se puede obtener la fuerza ejercida por el manipulador. Con este fin, resuelve un sistema de matrices compuesto por los torques y fuerzas del manipulador. Se han utilizado diferentes manipuladores, y se ha verificado que los procedimientos matemáticos propuestos en este trabajo nos permiten calcular de manera precisa y eficiente la fuerza ejercida por estos manipuladores.