Resumen

Este trabajo presenta un marco de software y hardware para un simulador de entrenamiento de seguridad y habilidades motoras en cirugía telerrobótica. El objetivo es proporcionar a los alumnos un simulador completo para que adquieran las habilidades esenciales para realizar cirugía telerrobótica. Los simuladores comerciales de cirugía robótica existentes carecen de funciones para el entrenamiento en seguridad y la planificación óptima del movimiento, que son factores críticos para garantizar la seguridad del paciente y la eficiencia en la operación. En este trabajo, proponemos un simulador hardware-in-the-loop que introduce directamente estas dos características. El simulador propuesto se basa en el robot quirúrgico de código abierto Raven-II™, integrado con un motor de física y un motor de inyección de riesgos de seguridad. Además, se utiliza un algoritmo de planificación del movimiento basado en Fast Marching Tree para ayudar al alumno a aprender los patrones de movimiento óptimos del instrumento. Las principales contribuciones de este trabajo son (1) la reproducción de eventos de riesgos de seguridad, relacionados con el sistema da Vinci™, reportados a la base de datos MAUDE de la FDA, con una novedosa estrategia de retroalimentación háptica para proporcionar retroalimentación al operador cuando la dinámica subyacente difiere de los estados del robot real para que el operador sea consciente y pueda mitigar el impacto negativo de los eventos críticos de seguridad, y (2) el uso del planificador de movimiento para generar una trayectoria semióptima en un entorno interactivo de entrenamiento de cirugía robótica.

• Materias:Algoritmos de aprendizaje Transductores de ultrasonido Ingeniería de atención Estudio biomecánico Ortesis progresivas estáticas
• Subjects:Learning algorithms Ultrasound transducers Care engineering Biomechanical study Static progressive orthoses
• Palabras claves:trabajo, simuladores comerciales de cirugía robótica, sistema da Vinci™, entorno interactivo de entrenamiento de cirugía robótica, simulador de entrenamiento de habilidades motoras, novedosa estrategia de retroalimentación háptica, patrones óptimos de movimiento de instrumentos, motor de inyección de riesgos de seguridad, base de datos MAUDE de la FDA, Fast Marching Tree.
• Keywords:work, commercial robotic surgery simulators, da Vinci™ system, interactive robotic surgery training environment, motor skill training simulator, novel haptic feedback strategy, optimal instrument motion patterns, safety hazard injection engine, FDA MAUDE database, Fast Marching Tree