Sistema de vision artificial para el control de movimiento de un asistente robotico medico

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SISTEMA DE VISION ARTIFICIAL PARA EL CONTROL DE MOVIMIENTO DE UN ASISTENTE ROBOTICO MEDICO
Carlos E. Prietoa, Jesús E. Febresa, Miguel Cerrolazaa y Rodolfo Miquelarenab
a

Instituto Nacional de Bioingeniería, Universidad Central de Venezuela, Ciudad Universitaria, Caracas, Venezuela, carlos.prieto@inabio.edu.ve, http://www.inabio.edu.ve
b

Instituto de Cirugía Experimental, UniversidadCentral de Venezuela, Ciudad Universitaria, Caracas, Venezuela, mrodolfo_dr@hotmail.com, http://www.ice-ucv.com.ve

Palabras claves: Visión Artificial, Reconocimiento de Objeto, Seguimiento en tiempo real.
Resumen. En este trabajo se presenta la implementación y comprobación de un sistema de seguimiento a tiempo real, mediante el empleo de visión artificial. Se presenta como lograr que un brazorobótico haga seguimiento de un objeto en movimiento, siendo aplicable en un sistema de control para un asistente robótico de aplicaciones médicas, donde esta característica de seguimiento inteligente facilita la maniobrabilidad de un laparoscopio. Se utiliza la identificación de la imagen del instrumento quirúrgico obteniendo su ubicación espacial en coordenadas, que harán que el brazo robóticosiga automáticamente los movimientos del instrumental del cirujano. En el artículo se resumen las etapas del sistema, las pruebas experimentales, las limitaciones del sistema y se discuten los resultados obtenidos.

1 INTRODUCCIÓN El sistema de visión artificial (SVA) nace con el desarrollo de la inteligencia artificial con el fin que una máquina pueda asimilar todos los elementos de una imagen,así se concibe la visión artificial como el “proceso de extracción de información del mundo físico a partir de imágenes utilizando para ello un computador (Cha K. et al. 1992). La visión artificial o comprensión de imágenes describe la deducción automática de la estructura y propiedades de un mundo tridimensional, tanto estático como dinámico, a partir de una o varias imágenes bidimensionales deese mundo (Nalwa.1993). En nuestro caso específico el sistema se encargará de detectar y obtener la ubicación del instrumental laparoscópico en un espacio tridimensional. En este trabajo se presenta una técnica de Visión Artificial utilizando algoritmos y funciones establecidas por Labview, que es una herramienta gráfica para pruebas, control y diseño mediante programas llamados instrumentosvirtuales o VIs. El lenguaje que usa se llama lenguaje G, donde la G simboliza que es lenguaje gráfico. (http://es.wikipedia.org/wiki/LabVIEW). La cirugía laparoscópica es una técnica quirúrgica mínimamente invasiva. El cirujano inserta el instrumental junto con el laparoscopio en el abdomen del paciente a través de incisiones múltiples, y realiza la intervención observando las imágenes en un monitor devídeo. El problema principal de esta técnica radica en la dificultad que supone el mutuo entendimiento entre el cirujano y el asistente de la cámara. El asistente se cansa cuando las operaciones son largas, perdiendo así la capacidad para enfocar un punto de interés y la imagen de la cámara puede sufrir una pérdida de estabilidad considerable. Para solucionar estos problemas, se han implementadodiversos sistemas de asistencia robotizados (R.Hurteau et al. 1994; R.H.Taylor et al. 1995; A.Casals et al. 1995) que utilizan sistemas de navegación creados por control ocular, procesamiento de voz, mando manual remoto y procesamiento de imágenes, este último siendo de nuestro interés, ya que permite seguir el instrumento del cirujano de forma que la imagen presente en el monitor esté siemprecentrada en la zona de interés de la escena, dándole mayor autonomía al cirujano. 2 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA El sistema se basa en una secuencia de etapas en las que se aplican distintas técnicas de procesamiento de imágenes realizadas desde el modulo Vision de LabVIEW. En la Figura 1 se muestran los pasos realizados para lograr el seguimiento de un objeto con visión artificial.

Figura 1. Diagrama...
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