fisiologia

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REVISTA INGENIERÍA BIOMÉDICA

Revista Ingeniería Biomédica
ISSN 1909-9762. Volumen 5, número 10, julio-diciembre 2011, 44-50
Escuela de Ingeniería de Antioquia-Universidad CES, Medellín, Colombia

Modelado y simulación de un robot para cirugía
endoscópica transluminal
Víctor Hugo Mosquera Leyton, Oscar Andrés Vivas AlbánΨ, Carlos Felipe Rengifo Rodas
Facultad de IngenieríaElectrónica y Telecomunicaciones, Universidad del Cauca, Popayán, Colombia
Recibido 27 de enero 2012. Aprobado 17 de febrero 2012

MODELING AND SIMULATION OF A ROBOT FOR ENDOSCOPIC TRANSLUMENAL SURGERY

Resumen— Este artículo presenta el diseño de un nuevo robot para cirugía endoscópica transluminal. Este tipo de cirugía,
evolución tecnológica de la cirugía laparoscópica, pretende ingresar al abdomendel paciente por los orificios naturales (boca,
uretra, ano o vagina), y desde allí acceder al sitio donde se hace necesaria la intervención, procedimiento que conlleva muchas
más ventajas respecto a la cirugía laparoscópica. El robot diseñado consta de diecinueve grados de libertad y es movido por un
joystick utilizando un controlador por par calculado. La simulación muestra bajos errorescartesianos y movimientos muy precisos
del órgano terminal.
Palabras clave— Cirugía Mínimamente Invasiva, Cirugía Endoscópica Transluminal, Control de Robots, Robótica Quirúrgica.
Abstract— This article presents the design of a new robot for translumenal endoscopic surgery. This type of surgery, evolved
from laparoscopic surgery, allows the access into the abdominal cavity of the patient throughnatural orifices such as the mouth,
urethra, anus or vagina, and from there reaches the area of the surgical intervention. This procedure has many advantages over
laparoscopic surgery. The designed robot has nineteen degrees of freedom and is moved with a joystick device and controlled by a
computer torque control. Simulation shows low cartesian errors as well as accurate movements at the endeffector.
Keywords— Control of Robots, Minimally Invasive Surgery, Surgical Robotics, Translumenal Endoscopic Surgery.

A

I. INTRODUCCIÓN

finales del siglo pasado la cirugía laparoscópica
instauró una revolución en los quirófanos del
mundo, a partir de los trabajos de Mühe [1] y Mouret
[2]. Esta técnica realizada en el abdomen del paciente,
significó un avance importante respecto a lacirugía abierta

Ψ

Dirección de correspondencia: avivas@unicauca.edu.co

convencional. La laparoscopia consiste en la apertura
mínima de tres orificios en el abdomen, el primero de
los cuales le insufla gas carbónico con el fin de disponer
de mayor espacio de trabajo, y luego por este orificio
es introducido un endoscopio o mini cámara con su
respectiva fuente de luz fría. Los otros dosorificios (o
tres en algunos casos) son utilizados para introducir los

Mosquera V. et al. Robot para cirugía endoscópica transluminal

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instrumentos quirúrgicos que manejará el cirujano, el cual
podrá observar en un monitor las imágenes del interior del
paciente y realizar la intervención programada de acuerdo
a ellas.

Una posible solución son los robots serpiente ya
que su forma ycapacidad para navegar por entornos
exigentes tales como tuberías, los convierte en una
opción viable para el diseño de asistentes robóticos
orientados a la cirugía endoscópica transluminal [9 – 11].
Basados en éstos el presente estudio expone una nueva
arquitectura para un asistente robótico transluminal. El
documento se estructura de la siguiente manera: la sesión
II muestra el modelomatemático del robot, la sesión III
presenta el controlador del mecanismo, la sesión IV su
funcionamiento en un ambiente en tres dimensiones, y por
último la sesión V muestra las conclusiones.

Las ventajas de la laparoscopia son claras ya que
el riesgo de complicaciones e infecciones disminuye
considerablemente, la recuperación es mucho más
rápida lo cual le conviene al sistema de salud,...