Diseño de herramientas mecatrónicas para operaciones de mecanizado quirúrgico

Zusammenfassung

El objetivo principal de esta tesis es aportar soluciones a dos de los problemas actuales que existen dentro del mecanizado quirúrgico de hueso. Por un lado, la dificultad de detectar los cambios de tejido durante el proceso de mecanizado, pudiendo derivar en daños irreversibles al tejido adyacente al hueso. Para solventar este problema, se presenta el desarrollo de una nueva metodología de detección, así como el diseño de una nueva herramienta mecatrónica para el taladrado de hueso, que permiten realizar estos procesos de manera eficaz y mucho más segura que con los sistemas actuales. Por otro lado, la falta de sistemas eficaces para transmitir información crítica del proceso de mecanizado al cirujano. A este respecto, esta tesis plantea un nuevo paradigma de comunicación a través del canal háptico del pie humano, sustituyendo o complementando modalidades sensoriales tradicionales como son la vista y el oído. Para ello se presenta el diseño de un pedal háptico, capaz de intercambiar información entre cirujano y herramienta quirúrgica de manera novedosa. Se detalla su diseño, desarrollo, implementación y control para su uso tanto en quirófano como en simuladores de entrenamiento. Ambas soluciones permiten mejorar la ejecución de aquellas tareas quirúrgicas en las que es necesario realizar un mecanizado de hueso, aportando medios para que los cirujanos puedan realizarlas de manera más efectiva y más segura para la salud del paciente.