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Design, simulation and first test of an automatic suturing device coupled to a robot
Diseño, simulación y primera prueba de un dispositivo de sutura automática acoplado a un robot
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Design, simulation and first test of an automatic suturing device coupled to a robot. (2024). Revista EIA, 21(41), 4116 pp. 1-18. https://doi.org/10.24050/reia.v21i41.1667
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Objective: Robotic assistants are becoming a very helpful tool for surgeons. As for
the suturing procedure, several commercial devices assist the physician in suturing.
However, such devices have not yet been coupled to a robot assistant in order to
perform sutures fully automatically. This could contribute to a procedure that is
often routinely performed but requires time and dexterity.
Materials and methods: This article presents the adaptation of a commercial
manual suture gripper, the Medtronic Endo Stitch, to a Universal Robots UR3 robot.
The gripper was modeled in SolidWorks, as well as a motorized coupling device,
which were simulated in CoppeliaSim. Once its proper functioning was verified, the
device was fabricated in a 3D printer and coupled to a UR3 robot, then its operation
was tested in the tracking of a suture trajectory with displacement.
Results: The trajectories planned in Matlab are sent to the UR3 robot via
ROS. It was possible to verify the good performance of the suture movement with
displacement, carried out by the printed device and by the Endo Stitich gripper.
The opening and closing of the gripper was also obtained under the action of the
motors included in the device.
Conclusions: The motorized device together with the Endo Stitch gripper,
coupled to the UR3 robot, is capable of following the trajectories required for
automatic suturing. Future work will test suturing with thread on a test phantom in
order to measure its true potential for automatic suturing.
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- Andersen, R. S. (2018). Kinematics of a UR5. Aalborg University, 1–12. http://rasmusan.blog.aau.dk/files/ur5_kinematics.pdf
- Arcese, L., Fruchard, M., & Ferreira, A. (2013). Adaptive Controller and Observer for a Magnetic Microrobot. IEEE Transactions on Robotics, 29(4), 1060–1067. DOI: 10.1109/TRO.2013.2257581
- Bauzano, E., Garcia-Morales, I., & Muñoz-Martinez, V. (2013). Asistencia de Robots Colaborativos para Procedimientos de Sutura Vía Cirugía Mínimamente Invasiva. XXXIV Jornadas de Automática, Barcelona, España. https://www.researchgate.net/publication/303881054
- Beuss, F., Schmatz, F., Stepputat, M., Nokodian, F., Fluegge, W., & Frerich, B. (2021). Cobots in maxillofacial surgery - Challenges for workplace design and the human-machine-interface. Procedia CIRP, 100, 488–493. DOI:10.1007/s10845-022-01953-w
- Brehmer, B., Moll, C., Makris, A., Kirschner-Hermanns, R., Knüchel, R., & Jakse, G. (2008). EndoSewTM: New device for laparoscopic running sutures. Journal of Endourology, 22(2), 307–311. DOI: 10.1089/end.2007.0055
- Chen, Y., Wang, Q., Chi, C., Wang, C., Gao, Q., Zhang, H., Li, Z., Mu, Z., Xu, R., Sun, Z., & Qian, H. (2022). A collaborative robot for COVID-19 oropharyngeal swabbing. Robotics and Autonomous Systems, 148, 103917. DOI: 10.1016/j.robot.2021.103917
- Cho, C. N., Cho, S. H., Cho, S. Y., Kim, K. G., & Park, S. J. (2016). A Novel Successive Suturing Device for Laparoscopic Surgery. Surgical Innovation, 23(4), 390–396. DOI: 10.1177/1553350616628682
- D’Auria, D., & Persia, F. (2017). A collaborative robotic cyber physical system for surgery applications. 2017 IEEE International Conference on Information Reuse and Integration, San Diego, USA, 79–83. DOI: 10.1109/IRI.2017.84
- Díez del Val, I., Loureiro, C., Asensio, J. I., Bettonica, C., Leturio, S., Eizaguirre, E., Miró, M., García, M. M., Martí, L., Aranda, H., Barrenetxea, J., Estremiana, F., Ortiz, J., & Farran, L. (2019). Minimally Invasive and Robotic Surgery in the Surgical Treatment of Esophagogastric Junction Cancer. Cirugía Española (English Edition), 97(8), 451–458. DOI: 10.1016/j.ciresp.2019.03.013
- Galvao-Neto, M., Grecco, E., Souza, T. F., Quadros, L. G., Silva, L. B., & Campos, J. M. (2016). Endoscopic Sleeve Gastroplasty - Minimally Invasive Therapy for Primary Obesity Treatment. Arquivos Brasileiros de Cirurgia Digestiva, 29(suppl 1), 95–97. DOI: 10.1590/0102-6720201600S10023
- García, M. L., Castro, L., Aguirrezabalaga, J., & Noguera, J. F. (2021). Robotic-like suturing with FlexDex Surgical System® for difficult laparoscopic suture. Cirugía Española, 99(3), 222–228. DOI: 10.1016/j.ciresp.2020.10.005
- Gonzalez, C. A. (2018). Desarrollo de aplicaciones industriales con robots colaborativos utilizando el middleware de control de robots. Máster en Ingeniería Industrial, Universidad Politecnica de Valencia, España.
- Guevara, P. (2019). Dispositivo mecatrónico para el manejo de un instrumento quirúrigico de sutura laparoscópica. Tesis pregrado Ingeniería de Sistemas y Automática, Universidad de Málaga, España. http://zaguan.unizar.es/TAZ/EUCS/2014/14180/TAZ-TFG-2014-408.pdf
- Hideki, E., Simas, H., & Martins, D. (2015). New Kinematic Structures For One-side Stitching Devices. Proceedings of the 23rd ABCM International Congress of Mechanical Engineering, December. DOI:10.13140/RG.2.1.4777.8644
- Huhn, J. C. (2016). Advances in Equipment and Instrumentation in Laparoscopic Surgery. Veterinary Clinics of North America - Small Animal Practice, 46(1), 13–29. DOI: 10.1016/j.cvsm.2015.08.005
- Iacovacci, V., Lucarini, G., Innocenti, C., Comisso, N., Dario, P., Ricotti, L., & Menciassi, A. (2015). Polydimethylsiloxane films doped with NdFeB powder: magnetic characterization and potential applications in biomedical engineering and microrobotics. Biomedical Microdevices, 17, 112. DOI: 10.1007/s10544-015-0024-0
- Kam, M., Saeidi, H., Hsieh, M. H., Kang, J. U., & Krieger, A. (2021). A Confidence-Based Supervised-Autonomous Control Strategy for Robotic Vaginal Cuff Closure. 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Xián, China, 12261–12267. DOI: 10.1109/icra48506.2021.9561685
- Kebria, P. M., Al-Wais, S., Abdi, H., & Nahavandi, S. (2017). Kinematic and dynamic modelling of UR5 manipulator. 2016 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, Budapest, Hungary, 4229–4234. DOI: 10.1109/SMC.2016.7844896
- Leeds, S. G., Wooley, L., Sankaranarayanan, G., Daoud, Y., Fleshman, J., & Chauhan, S. (2017). Learning Curve Associated with an Automated Laparoscopic Suturing Device Compared with Laparoscopic Suturing. Surgical Innovation, 24(2), 109–114. DOI: 10.1177/1553350616687903
- Lin, C., Li, X., Phan, P. T., Meng, A. H. T. H. L. K., Liu, J., Lai, W., Huang, Y., Le, H. M., Miyasaka, M., Ho, K. Y., Chiu, P. W. Y., & Phee, S. J. (2020). Sewing up the Wounds: A Robotic Suturing System for Flexible Endoscopy. IEEE Robotics & Automation Magazine, 27(3), 45-54.
- Medtronic. (2022). Endo Stitch™ Suturing Device. https://medtronic.com. Acceseed november 2022.
- Melzer, A., Schurr, M. O., Lirici, M. M., Klemm, B., Stöckel, D., & Buess, G. (1994). Future trends in endoscopic suturing. Endoscopic Surgery and Allied Technologies, 2(1), 78–82.
- Muñoz, A. (2020). Estrategia de control del robot UR3 para entornos de cirugía robotizados, Maestría en Ingeniería Industrial, Universidad de Valladolid, España. http://uvadoc.uva.es/handle/10324/42399
- Nguyen, N. T., Mayer, K. L., Bold, R. J., Larson, M., Foster, S., Ho, H. S., & Wolfe, B. M. (2000). Laparoscopic suturing evaluation among surgical residents. Journal of Surgical Research, 93(1), 133–136. DOI: 10.1006/jsre.2000.5969
- Nuzzi, R., & Brusasco, L. (2018). State of the art of robotic surgery related to vision: Brain and eye applications of newly available devices. Eye and Brain, 10, 13–24. DOI: 10.2147/EB.S148644
- Páez, D., Romero, J. P., & Guarnizo, J. G. (2021). UR3 modelo cinemático inverso. Documento interno de investigación. Universidad Santo Tomás, Colombia. DOI: 10.15332/dt.inv.2021.02849 https://doi.org/10.15332/dt.inv.2021.02849
- Pedram, S. A., Ferguson, P., Ma, J., Dutson, E., & Rosen, J. (2017). Autonomous suturing via surgical robot: An algorithm for optimal selection of needle diameter, shape, and path. 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Singapur, 2391–2398, DOI: 10.1109/ICRA.2017.7989278
- ROS (2022). Robot Operating system. https://www.ros.org/. Acceseed november 2022.
- Universal Robots (2022). https://www.universal-robots.com/es/productos/robot-ur3/. Acceseed november 2022.
- Vivas, A., & Sabater, J. M. (2021). UR5 Robot Manipulation using Matlab/Simulink and ROS. 2021 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Takamatsu, Japan, 338–343. DOI: 10.1109/ICMA52036.2021.9512650
