Diseño de un algoritmo de seguimiento del instrumental quirúrgico mediante un dispositivo Leap Motion y su validación en un simulador físico

摘要

La Cirugía de Mínima Invasión (CMI) ha crecido de manera espectacular en los últimos años y se ha introducido y consolidado en las principales especialidades quirúrgicas de la práctica clínica, gracias a las múltiples ventajas que ofrece al paciente, entre las que destacan menor trauma tisular, menor morbilidad, menor estancia hospitalaria y recuperación más rápida, que repercuten de forma directa en la seguridad del paciente. La incorporación de estas técnicas quirúrgicas ha supuesto un cambio de paradigma y requerido la formación de nuevos cirujanos, quienes han tenido que adaptarse al nuevo entorno quirúrgico. El desarrollo de sistemas de seguimiento, junto con los avances en tecnología computacional, ha permitido refinar los métodos de entrenamiento y evaluación empleados. En este contexto se sitúa el presente Trabajo Fin de Grado, cuyo objetivo principal es diseñar y desarrollar un algoritmo de seguimiento de dos instrumentales quirúrgicos mediante el controlador Leap Motion en un simulador físico. Dicho controlador se presenta como un dispositivo de bajo coste, objetivo y que no interfiere con el movimiento de los instrumentales, ya que no es necesario situarlo sobre ellos. Para la validación del algoritmo dentro del simulador se han realizado cuatro experimentos. En ellos se estudia la precisión y la fiabilidad del sistema de seguimiento propuesto, comprobando las distintas posiciones captadas por el controlador de los instrumentales, tanto en situaciones estáticas como dinámicas. Para llevar a cabo dichos experimentos ha sido necesario contar con distintos materiales como trócares, disectores y una tarea de entrenamiento real utilizada durante las primeras fases de entrenamiento de CMI. A través de los resultados obtenidos se puede considerar que el controlador Leap Motion es una buena opción para medir las habilidades de los cirujanos durante el entrenamiento de CMI, aunque sigue siendo necesario incidir más en este estudio comparando los resultados de las trayectorias obtenidas con otros sistemas de seguimiento ya implementados presentados en el estado del arte de este Trabajo Fin de Grado.