Modelamiento y simulación de un robot clínico asistido por Ultrasonido 3D para mejorar el guiado de inserción de agujas en biopsia percutánea de mama

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dc.contributor.advisorAlva Alcántara, Josmell
dc.contributor.authorJácobo Zavaleta, Sergio Augusto Antenor
dc.date.accessioned2023-07-03T15:57:36Z
dc.date.available2023-07-03T15:57:36Z
dc.date.issued2022-10
dc.descriptionThis work describes a new concept of a 3D US image assisted clinical robot for percutaneous breast biopsy in order to improve the cancer diagnose by automated needle placement near the biopsy target that simplifies manual insertion procedure and alleviates radiologist’s fatigue. In this way, basic requirements for linking the procedures of Hand-Held Breast Ultrasound guided biopsy with an US image acquisition were first determined. Starting with a comparative analysis based on the advantages and disadvantages of image guided systems such as radiography and MRI. Which resulted in the proposal of a new clinical workflow for breast cancer diagnosis. Therefore, the robot kinematic chain was obtained by considering the woman breast as a workspace and its similarity with a 3D ABUS radial scanning. For the forward and inverse kinematic were used the screw axis based theory and a geometric-algebraic formulation, respectively. While the inverse and forward dynamic were described by the Newton-Euler algorithm and partial solutions in the rigid bodies dynamic equation, respectively. Moreover, using CAD models of the robot and other elements involved, it could be implemented a simulation environment in MATLAB-Simulink. Connected to a GUI for parameters entry as position and direction of needle insertion. Finally, the results showed a numerical and graphical verification of equations. Even, a visual one of the robot placement during two stages: Before a biopsy (preplacement) and after it (postplacement). In conclusion, it was possible to explore about using robotics for needle guidance in percutaneous breast biopsy, led by the recently accuracy of an ABUS 3D in whole breast tissue volumetric reconstruction.es_PE
dc.description.abstractEl presente trabajo describe un nuevo concepto de robot clínico asistido por imagen de US 3D para biopsia percutánea de mama, a fin de mejorar el diagnóstico de cáncer a través del posicionamiento automático de agujas cerca de la zona de lesión que simplifique el procedimiento de inserción manual y aliviar parte de la fatiga del médico radiólogo. Para ello, primero se determinaron los requerimientos básicos para enlazar un diagnóstico por imagen con US y una biopsia convencional guiada a mano alzada, a partir del análisis comparativo entre las ventajas y desventajas de los actuales sistemas de guiado por imagen como radiografía y resonancia magnética. Dando lugar, a la propuesta de un nuevo flujo de trabajo clínico para diagnóstico en cáncer de mama. Así, la cadena cinemática del robot se basó en el estudio geométrico del órgano mamario como espacio de trabajo y su similitud con el escaneo radial de un sistema ABUS 3D. Para el modelamiento cinemático directo e inverso se utilizaron la teoría de screw axis y una formulación geométricaalgebraica respectivamente. Mientras que, la dinámica inversa y directa se describieron utilizando el algoritmo de Newton-Euler y soluciones parciales en la ecuación dinámica de cuerpos rígidos respectivamente. Además, con ayuda de modelos CAD del robot y demás elementos involucrados, se implementó un entorno de simulación en MATLAB-Simulink manipulado mediante una GUI para el ingreso de parámetros como la ubicación y dirección de inserción. Finalmente, los resultados permitieron obtener una verificación numérica y gráfica de las ecuaciones e incluso, de tipo visual para el posicionamiento robótico antes de la biopsia (preposicionamiento) y después de la misma (posposicionamiento). En conclusión, se consiguió explorar la intervención robótica para el guiado de agujas en biopsia percutánea de mama, impulsado por la eficacia de los sistemas ABUS 3D en reconstrucciones volumétricas de tejido mamario.es_PE
dc.description.uriTesises_PE
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/18226
dc.language.isospaes_PE
dc.publisherUniversidad Nacional de Trujilloes_PE
dc.relation.ispartofseriesTmct;
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesses_PE
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/pe/es_PE
dc.sourceUniversidad Nacional de Trujilloes_PE
dc.sourceRepositorio Institucionales_PE
dc.subjectModelamiento y simulación de un robot clínicoes_PE
dc.titleModelamiento y simulación de un robot clínico asistido por Ultrasonido 3D para mejorar el guiado de inserción de agujas en biopsia percutánea de mamaes_PE
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesises_PE
thesis.degree.disciplineIngenieríaes_PE
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo Escuela de Ingeniería Mecatronicaes_PE
thesis.degree.levelTítulo Profesionales_PE
thesis.degree.nameIngeniero Mecatronicoes_PE
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Modelamiento y simulación de un robot clínico
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