Control autónomo en bucle cerrado para electrocirugía robótica de tejidos blandos mediante guía de imágenes RGB-D

Área de la Ciencia:

• Robótica
• Tecnología Quirúrgica
• Inteligencia Artificial

Sus antecedentes:

• El tratamiento del cáncer de cavidad oral se basa en la escisión precisa del tumor, a menudo mediante electrocirugía.
• La electrocirugía robótica autónoma actual tiene dificultades para rastrear la deformación de los tejidos blandos, lo que compromete la precisión de la resección.
• Los márgenes de resección precisos son cruciales para minimizar la recurrencia del cáncer.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema de electrocirugía robótica autónoma en bucle cerrado para mejorar la precisión quirúrgica.
• Abordar los desafíos en el seguimiento de la deformación del tejido durante la electrocirugía robótica.
• Mejorar la precisión del margen de resección en la cirugía de cáncer de cavidad oral.

Principales métodos:

• Se utilizó un sensor de Rojo, Verde, Azul - Profundidad (RGB-D) para el seguimiento de tejido 3D.
• Se empleó CoTracker, un modelo de aprendizaje profundo, para el seguimiento de la deformación del tejido sin marcadores.
• Se integró un controlador de lógica difusa para el ajuste dinámico de la velocidad de corte basado en retroalimentación en tiempo real.

Principales resultados:

• Se demostró una reducción del 55% en el error de corte promedio (1,2 mm a 0,54 mm, p < 0,001) en control en bucle cerrado frente a bucle abierto.
• Se rastreó con éxito la deformación del tejido sin modelado previo del tejido utilizando CoTracker y algoritmos de oclusión de herramientas.
• Se validó la eficacia del sistema en lenguas de cerdo ex vivo.

Conclusiones:

• El sistema desarrollado en bucle cerrado mejora significativamente la precisión del corteElectrocirúrgico mediante el seguimiento de tejido 3D y el control de retroalimentación.
• El control de retroalimentación basado en imágenes es eficaz para mejorar la precisión del margen, un factor crítico para reducir la recurrencia del cáncer.
• Esta tecnología es prometedora para el avance de la cirugía robótica en oncología de cabeza y cuello.