Diseño e implementación de un entorno virtual mediante un dispositivo háptico para realizar incisiones quirúrgicas

Abstract

El presente tema de tesis comprende el desarrollo de un simulador de una incisión quirúrgica y pretende reducir la brecha de aprendizaje para estudiantes residentes de cirugía en el campo de la medicina. Adicionalmente, se resalta la importancia de utilizar este tipo de simuladores, los cuales acercan de manera realista la práctica de la incisión, logrando de esta forma evitar emplear otros métodos que involucren algún agravante para la vida de algún animal o paciente dentro del quirófano. Por lo tanto, se plantea como objetivo general diseñar e implementar un entorno virtual capaz de simular incisiones y que muestre sus parámetros tales como longitud, profundidad, velocidad y aceleración a través del dispositivo háptico Phantom Omni de Geomagic Touch. El desarrollo del presente tema de tesis aborda con la investigación inicial de patentes y artículos científicos relacionados con simular una incisión quirúrgica, luego, se describe el marco teórico relacionado a los tipos de incisiones, tipos de simuladores actualmente usados y dispositivos hápticos comerciales. Posteriormente, se realiza una búsqueda de los interfaces y programas compatibles con el sistema háptico, evaluando todas las alternativas viables. Paso siguiente, se eligen las herramientas, entorno y lenguaje de programación aplicado a la implementación del entorno. Finalmente, se diseña el entorno, importando diversos modelos de torso, abdomen, bisturí, para texturizarlos y se programa y diseña el entorno propiamente dicho incluyendo las funcionalidades planteadas en los objetivos específicos. Los resultados obtenidos en la implementación del entorno se desarrollan exitosamente utilizando Microsoft Visual Studio 2022 y la librería de código abierto CHAI3D, los parámetros de profundidad, longitud, velocidad y aceleración se presentan de acuerdo al número de incisión registrada, se plotea un historial de cada incisión, siendo esta información accesible desde el terminal para copiar a cualquier otro programa para procesamiento posterior.