Sistema de Conducción Bidireccional Virtual y Real para la Sincronización de Manipulaciones en Cirugías Robóticas de Articulaciones
Autores: Qin, Yanding; Ma, Mingqian; Shen, Lin; Wang, Hongpeng; Han, Jianda
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sistema de Conducción Bidireccional Virtual y Real para la Sincronización de Manipulaciones en Cirugías Robóticas de Articulaciones
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robots quirúrgicos
Cirugías ortopédicas
Modelo virtual
Cirugías de articulaciones
Método de conducción bidireccional
Gemelo digital dinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los robots quirúrgicos son cada vez más importantes en las cirugías ortopédicas para asistir o reemplazar a los cirujanos en la realización de operaciones. Durante las cirugías de articulaciones, la articulación del paciente necesita ser ajustada varias veces por el cirujano. Por lo tanto, el modelo virtual, construido a partir de las imágenes médicas preoperatorias, no puede coincidir con la variación real de la articulación del paciente durante la cirugía. Las técnicas convencionales de realidad virtual no pueden satisfacer completamente los requisitos de las cirugías de articulaciones. Este documento propone un método de conducción bidireccional real y virtual para sincronizar las manipulaciones tanto en el sitio de operación real como en la escena virtual. El gemelo digital dinámico de la articulación del paciente se obtiene desacoplando la articulación y actualizando dinámicamente su posición a través de las mediciones intraoperatorias. Durante la cirugía, el cirujano puede monitorear intuitivamente la posición en tiempo real del paciente y la herramienta quirúrgica a través del sistema y también puede manipular el robot quirúrgico en la escena virtual. Además, el sistema puede proporcionar orientación visual al cirujano cuando se ajusta la articulación del paciente. Se ha desarrollado un sistema prototipo para cirugías ortopédicas. Se lleva a cabo una demostración de cirugía de articulaciones como prueba de concepto para verificar la efectividad del método propuesto. Los resultados experimentales muestran que el sistema propuesto puede sincronizar las manipulaciones tanto en el sitio de operación real como en la escena virtual, logrando así la conducción bidireccional.
Descripción
Los robots quirúrgicos son cada vez más importantes en las cirugías ortopédicas para asistir o reemplazar a los cirujanos en la realización de operaciones. Durante las cirugías de articulaciones, la articulación del paciente necesita ser ajustada varias veces por el cirujano. Por lo tanto, el modelo virtual, construido a partir de las imágenes médicas preoperatorias, no puede coincidir con la variación real de la articulación del paciente durante la cirugía. Las técnicas convencionales de realidad virtual no pueden satisfacer completamente los requisitos de las cirugías de articulaciones. Este documento propone un método de conducción bidireccional real y virtual para sincronizar las manipulaciones tanto en el sitio de operación real como en la escena virtual. El gemelo digital dinámico de la articulación del paciente se obtiene desacoplando la articulación y actualizando dinámicamente su posición a través de las mediciones intraoperatorias. Durante la cirugía, el cirujano puede monitorear intuitivamente la posición en tiempo real del paciente y la herramienta quirúrgica a través del sistema y también puede manipular el robot quirúrgico en la escena virtual. Además, el sistema puede proporcionar orientación visual al cirujano cuando se ajusta la articulación del paciente. Se ha desarrollado un sistema prototipo para cirugías ortopédicas. Se lleva a cabo una demostración de cirugía de articulaciones como prueba de concepto para verificar la efectividad del método propuesto. Los resultados experimentales muestran que el sistema propuesto puede sincronizar las manipulaciones tanto en el sitio de operación real como en la escena virtual, logrando así la conducción bidireccional.