Robots montados en cánula para la vertebroplastia semiautónoma: una comparación de diseños de accionamiento de...

Área de la Ciencia:

• La robótica en la medicina
• Cirugía mínimamente invasiva
• Ingeniería biomédica

Sus antecedentes:

• Las fracturas por compresión vertebral afectan a más de 200 millones de personas en todo el mundo.
• La vertebroplastia percutánea es un tratamiento común pero tiene limitaciones.
• Los desafíos incluyen la exposición prolongada a la radiación y una curva de aprendizaje pronunciada para los proveedores.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar dos diseños de robots montados en cánulas para la inserción semiautónoma de cánulas de alta precisión.
• Para hacer frente a las limitaciones de los actuales procedimientos de vertebroplastia.
• Para comparar el rendimiento y la idoneidad de dos diseños robóticos distintos basados en inchworm.

Principales métodos:

• Se desarrollaron dos diseños de robots basados en el mecanismo de la lombriz: uno piezoeléctrico, otro inspirado en el actuador lineal (parafuso).
• Los diseños se diseñaron para una fuerza de empuje ≥150 N y una precisión submilimétrica.
• Se realizaron ensayos de análisis de elementos finitos (FEA) y de imágenes in silico para su evaluación.

Principales resultados:

• Ambos diseños demostraron viabilidad para la generación de movimiento lineal con una mínima deformación de la placa base.
• El diseño del gusano de tornillo exhibió una huella quirúrgica 44.4% más pequeña.
• El diseño del gusano de tornillo proporcionó una visualización superior de la trayectoria de inserción de la cánula.

Conclusiones:

• Ambos diseños robóticos cumplen con los requisitos clínicos para la inserción de cánulas en la vertebroplastia.
• El robot de gusano de tornillo es más adecuado para la vertebroplastia semiautónoma debido a su menor huella y mejor visualización.
• La asistencia robótica es prometedora para mejorar la precisión y reducir los desafíos del procedimiento en la vertebroplastia.