Percepción activa óptica con goteo gaussiano 3D que permite la inserción autónoma de instrumentos en cirugía...

Área de la Ciencia:

• Robótica
• Visión por Computadora
• Tecnología Quirúrgica

Sus antecedentes:

• Los procedimientos microquirúrgicos requieren una navegación precisa de los instrumentos.
• Los sistemas de detección 3D existentes enfrentan limitaciones en entornos quirúrgicos restringidos como los trocares.
• La asistencia robótica puede mejorar la precisión y la seguridad en la cirugía mínimamente invasiva.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco de percepción activa óptica para la inserción autónoma de instrumentos a través de un trocar.
• Aprovechar 3D Gaussian Splatting (3DGS) para la reconstrucción 3D de alta fidelidad del trocar.
• Integrar este sistema con un brazo robótico para la estimación precisa de la pose y la alineación de instrumentos.

Principales métodos:

• Utilizó una cámara RGB-D de bajo costo para la planificación de puntos de vista guiada por profundidad.
• Empleó 3D Gaussian Splatting (3DGS) para reconstruir un modelo de trocar de alta resolución a partir de imágenes RGB dispersas de múltiples vistas.
• Integró el marco de percepción con un brazo robótico de 6 DOF para la estimación de la pose y la alineación de instrumentos.

Principales resultados:

• Logró una fidelidad submilimétrica en la reconstrucción 3D del trocar, superando las limitaciones de los sistemas de detección comerciales.
• Demostró una precisión posicional submilimétrica constante y una precisión angular de unos pocos grados.
• Validó el rendimiento en ojos de cerdo ex vivo estáticos y simulados con movimiento.

Conclusiones:

• El marco de percepción activa óptica basado en 3DGS permite la inserción autónoma precisa de instrumentos a través de trocares.
• El sistema ofrece una solución viable para la navegación microquirúrgica robótica en entornos restringidos.
• Esta tecnología tiene el potencial de mejorar la seguridad y la eficacia en cirugías mínimamente invasivas asistidas por robot.