Revista de Osteoporosis y Actividad Física
Acceso abierto

abstracto

Mejora del método de fijación para el robot de asistencia quirúrgica y optimización del sistema robótico montado en el cuerpo

Akira Bekku, Yoshikazu Nakajima, Joonhwan Kim1 y Kazuo Yonenobu

Se introduce un sistema quirúrgico asistido por robot para lograr un funcionamiento seguro y de alta precisión. Sin embargo, su fijación a los huesos del paciente requiere rigidez ósea y existen algunos problemas para aplicar huesos quebradizos o agrietados como en el reumatismo. Los tornillos de pasador de metal se usan comúnmente para conectar un robot y un paciente y no son seguros para los huesos quebradizos. En esta investigación, nos enfocamos en la optimización de un pequeño sistema de robot montado en el cuerpo que ayuda en las cirugías de punción de la columna. El robot consta de una pieza de fijación y una pieza de guía de la aguja. Se puede controlar la rigidez de la unidad de fijación para contornear firmemente la superficie del cuerpo del paciente. Al principio, se deforma libremente para adaptarse a la superficie del objetivo y luego pasa a un estado sólido para guardar la forma deformada utilizando el fenómeno de transición de interferencia. La parte de guía emplea un doble 45˚ mecanismo de engranajes y diseñado para ubicar los tres motores en forma de cilindro en paralelo. Logró una guía de aguja de 4 grados de libertad, vistas transparentes a los rayos X en el área quirúrgica y reducción de tamaño.

El dispositivo de fijación está diseñado para sujetarse firmemente al cuerpo humano manteniendo bajo el centro de gravedad del robot de asistencia quirúrgica. Diseñamos un dispositivo de fijación de soporte de trípode que puede eludir el área inadecuada de la espalda humana. Se evalúa el desempeño del dispositivo de fijación sobre un tejido blando. Se midió la fuerza para insertar una aguja en un tejido blando porcino para evaluar la fuerza requerida para la inserción de la aguja. Para penetrar el tejido blando de 30 mm de espesor, la fuerza requerida fue de 7,7 N en RMS (raíz cuadrática media). La estabilidad de la fijación y la precisión de la guía de la aguja se evaluaron midiendo el desplazamiento durante la operación de inserción de la aguja. El desplazamiento para penetrar el tejido blando de 30 mm de espesor fue de 1,13 mm y 0,38˚ en RMS. Finalmente, evaluamos el resultado del dispositivo de fijación en el objetivo de forma humana. Se midió el desplazamiento del dispositivo de fijación sobre un tejido blando por la fuerza externa de la operación de inserción de la aguja. El desplazamiento del dispositivo de fijación en un fantasma con forma humana por la fuerza externa de la operación de inserción de la aguja fue de 0,13 mm y 0,06˚ en RMS. El desplazamiento total de la guía de la aguja fue de 0,73 mm y 0,59˚ en RMS.