Sistema robótico guía para la inserción de tornillos en cirugía de fijación de columna / Robotic Guide System for Insertion of Screws in Spinal Fixation Surgery

RESUMEN

El presente artículo muestra el diseño y operación de un primer prototipo de robot para la guía en la inserción de tornillos en cirugía de fijación de columna. Este tipo de cirugía, realizada normalmente de forma manual, puede producir muchas lesiones debido a errores humanos al momento de introducir los tornillos en las vértebras del paciente. Para evitar dichos errores se puede utilizar la tomografía computarizada, pero los resultados son mucho mejores si un robot asistente proporciona al cirujano el camino para la inserción del tornillo, según la imagen del tomógrafo. Este artículo muestra como utilizando un robot comercial de bajo costo se puede implementar un sistema que provee una solución funcional a este problema. Se implementó un software que permite definir la posición inicial y final del tornillo a ser introducido, sobre la imagen Dicom del paciente. Con esta información el sistema mueve el robot el cual posee un anillo que guiará al cirujano en la inserción final. Los resultados muestran un sistema bastante preciso ofreciendo al cirujano un camino seguro de inserción.

ABSTRACT

This article presents the design and operation of the first prototype of a robot, designed to guide the insertion of screws in spinal fixation surgery. This type of surgery, usually done manually, could cause many injuries due to human error at the moment of inserting the screws into the patient’s vertebrae. Computed tomography can be used to avoid such errors, but the results are much better if a robot assists and indicates the surgeon the path for the insertion of the screw, according to the image scanner. This article shows how using a commercial low-cost robot can be implemented in a system that provides a practical solution to this problem. A software that allows you to define the start and the end positions of the screw to be introduced on the Dicom image of the patient, was implemented. With this information the system moves the robot which has a ring that will guide the surgeon in the final insertion. The results show a fairly accurate system, giving the surgeon a safe path of insertion.