Contenido principal del artículo

Autores

El presente artículo muestra la implementación de un método de manipulación basado en señales encefalográficas para el movimiento de un robot porta endoscopio en un simulador quirúrgico. Dicho simulador consta de tres robots, un robot porta endoscopio (robot Hibou) y dos robots quirúrgicos (robot Lapbot y robot PA10). La simulación permite realizar una operación de colecistectomía, donde se realiza la extracción de una vesícula utilizando los robots quirúrgicos mientras que el robot porta endoscopio transmite las imágenes desde el interior del abdomen del paciente. Para la manipulación de dicho robot porta endoscopio con el fin de enfocar distintas partes del abdomen, se utiliza un dispositivo tipo joystick pero también una interfaz natural, la cual permite previo un entrenamiento, que el usuario mueva por medio de sus pensamientos la cámara al interior del abdomen del paciente. Las pruebas realizadas con varios usuarios muestran resultados prometedores respecto a la manipulación de objetos por medio del entrenamiento del pensamiento, y en particular la manipulación de la cámara del endoscopio en operaciones de laparoscopia, lo cual permitiría un mejor manejo de toda la operación por parte del cirujano.

1.
Vivas OA, Pipicano LA, Rojas AF. Manipulación de un portaendoscopio robótico con señales encefalográficas en un simulador quirúrgico. inycomp [Internet]. 30 de diciembre de 2022 [citado 25 de abril de 2024];25(1):e-21011961. Disponible en: https://revistaingenieria.univalle.edu.co/index.php/ingenieria_y_competitividad/article/view/11961

(1) Özin M, Vatansever E, Eray T, Koç I, Sümer B. Analytical and experimental analysis on kinetics of a laparoscopic surgery tool. In: International Conference on Mechatronics Systems and Control Engineering; Kayseri, Turkey. 2017, pp. 20-23. https://doi.org/10.1145/3045714.3045723

(2) Mirota D, Ishii M, Hager G. Vision-based navigation in image-guided interventions. An Rev of Biom Eng, 2011 aug; 13(2):297-319. https://doi.org/10.1146/annurev-bioeng-071910-124757

(3) Bills N, Oleynikov D. Robotic surgery for the general surgeon. New York: Nova Science Publishers, Inc; 2014.

(4) Qian K, Bai J, Yang X, Pan P, Zhang J. Essential techniques for laparoscopic surgery simulation. Com Anim and Vir W, 2016 jun; 28(2);1724. https://doi.org/10.1002/cav.1724

(5) Fernández C, Guástar H, Vivas A. Diseño y modelado del robot PA-10 virtual para aplicaciones quirúrgicas. Rev Fac Ing, 2016 may; 25(42):21-32. http://dx.doi.org/10.19053/01211129.4627

(6) Intuitive Surgical [Internet]. Sunnyvale, USA; December 2021. Avalaible from: https://www.intuitive.com

(7) CMR Surgical [Internet]. Cambridge, UK: October 2021. Available: https://cmrsurgical.com

(8) Titan Medical [Internet]. Toronto, Canada: May 2021. Available: http://www.titanmedicalinc.com

(9) Applied Dexterity [Internet]. Seattle, USA: January 2021. Available: http://applieddexterity.com

(10) Moreno T, Diseño y construcción de un prototipo de simulador con realidad virtual para cirugía laparoscópica [tesis de pregrado ingeniería mecatrónica, Universidad Nacional Autónoma de México], 2017.

(11) Galindez F, Urbano M. Entrenador quirúrgico físico-virtual para operaciones de laparoscopia [tesis de pregrado de ingeniería electrónica y telecomunicaciones, Universidad del Cauca, Colombia], 2017.

(12) Khan Z, Kamal N, Hameed A, Mahmood A, Zainab R, Sadia B, Mansoor S, Hasan O. SmartSIM - a virtual reality simulator for laparoscopy training using a generic physics engine. Int J of Med Rob and Com Ass Sur, 2016 sept;13(3):e1771. https://doi.org/10.1002/rcs.1771

(13) LapVR Laparoscopic Surgical Simulator [Internet]. Drive Sarasota, USA: July 2018. Available: https://caehealthcare.com/surgical-simulation/lapvr

(14) Surgical Science LapSim [Internet]. Göteborg, Sweden: August 2020. Available: https://surgicalscience.com

(15) LAP-X Laparoscopy simulator [Internet]. Rotterdam, Netherlands: January 2020. Available: https://www.medical-x.com/products/lap_x/

(16) EMARO Endoscope Manipulator Robot [Internet]. Tokyo, Japan: March 2019. Available: https://www.riverfieldinc.com/en/

(17) Medrobotics [Internet]. Taunton, USA: February 2018. Available: https://medrobotics.com

(18) Auris Health [Internet]. Redwood City, USA: January 2019. Available: https://www.aurishealth.com

(19) Zinchenko K, Wu C, Song K. A study on speech recognition control for a surgical robot. IEEE Tran Ind Inf, 2017 apr, 13(2):607-15. https://doi.org/10.1109/TII.2016.2625818

(20) Gomez J, Ceballos A, Prieto F, Redarce T. Mouth gesture and voice command based robot command interface. In: IEEE International Conference on Robotics and Automation; Kobe, Japan. 2009, pp. 333–338. https://doi.org/10.1109/ROBOT.2009.5152858

(21) Kim M, Lee C, Hong N, Kim Y, Kim S. Development of stereo endoscope system with its innovative master interface for continuous surgical operation. Bio Med Eng, 2017 jun; 16(1):1-16. Available: https://doi.org/10.1186/s12938-017-0376-1

(22) Kawai T, Fukunishi M, Nishikawa A, Nishizawa Y, Nakamura T. Hands-free interface for surgical procedures based on foot movement patterns. 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society; Chicago, USA. 2014, pp. 345-348. https://doi.org/10.1109/EMBC.2014.6943600

(23) Cao Y, Miura S, Kobayashi Y, Kawamura K, Sugano S, Fujie M. Pupil variation applied to the eye tracking control of an endoscopic manipulator. IEEE Rob and Aut Lett, 2016 jan; 1(1):531-38. https://doi.org/10.1109/LRA.2016.2521894

(24) Fujii K, Salerno A, Sriskandarajah K, Kwok K, Shetty K, Yang G. Gaze contingent cartesian control of a robotic arm for laparoscopic surgery. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems; Tokyo, Japan. 2013, pp 196-214. https://doi.org/10.1016/j.media.2017.11.011

(25) CtrlLabs [Internet]. New York, USA: January 2020. Available: https://www.ctrl-labs.com

(26) Neuralink [Internet]. San Francisco, USA: February 2020. Available: https://www.neuralink.com

(27) Next-Mind [Internet]. Paris, France: March 2022. Available: https://www.next-mind.com

(28) Correa K, Vivas A. Prótesis de mano virtual movida por señales encefalográficas – EEG. Prospectiva, 2016 jul; 14(2):99-110. https://doi.org/10.15665/rp.v14i2.664

(29) Kasim M, Low C, Ayub M, Zakaria N, Salleh M, Johar K, Hamli H. User-friendly LabVIEW GUI for prosthetic hand control using Emotiv EEG headset. Proc Comp Sci, 2017 dec; 105:276-81. https://doi.org/10.1016/j.procs.2017.01.222

(30) Zaki M, Alquraini A, Sheltami T. Home automation using EMOTIV: Controlling TV by brainwaves. J Ubi Sys and Per Net, 2018 jan; 10(1):27-32. DOI:10.5383/JUSPN.10.01.004

(31) American College of Surgeons, Colecistectomía, extirpación quirúrgica de la vesícula biliar, [Internet]. Chicago, USA: Jun 2018. Available:

https://www.facs.org/~/media/files/education/patient%20ed/colecistectomia.ashx

(32) Vargas H, Vivas A. Manipulación de robot quirúrgico mediante interfaz natural. Rev Mex Ing Biom, 2016 dec; 37(3):287-98. http://dx.doi.org/10.17488/rmib.37.3.2

(33) Emotiv EEG Headset [Internet]. San Francisco, USA: December 2019. Available: https://www.emotiv.com/epoc

(34) ISO 25010 [Internet]. Genève, Switzerland: December 2019. Available: https://iso25000.com/index.php/normas-iso-25000/iso-25010?limit=3&start=3