Riassunto analitico
Le iniezioni intravitreali vengono eseguite all’interno del corpo vitreo dell’occhio del paziente e costituiscono una terapia per diverse malattie che colpiscono la parte centrale della retina.
L’attività di tesi riportata in questo elaborato mira alla programmazione attraverso il meta-sistema operativo ROS del braccio robotico Universal Robot UR10, al fine che questo robot svolga la funzione di “assistente” durante la fase di apprendimento della tecnica per eseguire questo tipo di iniezioni da parte dei medici specializzandi.
Durante l’apprendimento dell’operazione il medico specializzando potrà afferrare l’end-effector del robot tramite un’apposita impugnatura, sfruttando il controllo di ammettenza il robot eseguirà movimenti compliant con quelli dell’operatore e attraverso gli algoritmi implementati nei nodi ROS, guiderà il medico nell’esecuzione dell’iniezione.
Il progetto si è sviluppato in due parti: nella prima parte è stato implementato il controllore proporzionale che calcola le velocità necessarie con cui controllare il robot al fine di condurlo nelle pose desiderate; si è quindi simulato il comportamento del sistema con il tool rViz.
Nella seconda parte si è implementata la rilevazione della posizione spaziale dell’occhio attraverso un algoritmo di computer vision, che esamina le immagini catturate dalla camera
RGB-D Intel® RealSense™, cosi che il sistema possa rilevare la posizione spaziale dell’occhio e quindi calcolare le pose obiettivo.
Alla fine del lavoro si è potuta constatare la validità dei risultati ottenuti in simulazione, validando sperimentalmente il comportamento del robot. La prova in laboratorio è stata eseguita inizializzando il robot in una configurazione generica, inquadrando con la camera fissata sull’end-effector, il phantom dell’occhio posto su una superficie monocromatica.
Dopo aver avviato il sistema, tramite le immagini fornite dalla camera il robot può conoscere la posizione spaziale dell’occhio; viene calcolata una posa ad una certa distanza dall’occhio in cui portarsi prima di effettuare l’iniezione e viene eseguito il movimento. Raggiunta la massima profondità di iniezione il robot si ferma, esegue l’iniezione e si ritrae eseguendo lo stesso movimento in senso inverso.
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Abstract
Le iniezioni intravitreali vengono eseguite all’interno del corpo vitreo dell’occhio del paziente e costituiscono una terapia per diverse malattie che colpiscono la parte centrale della retina.
L’attività di tesi riportata in questo elaborato mira alla programmazione attraverso il meta-sistema operativo ROS del braccio robotico Universal Robot UR10, al fine che questo robot svolga la funzione di “assistente” durante la fase di apprendimento della tecnica per eseguire questo tipo di iniezioni da parte dei medici specializzandi.
Durante l’apprendimento dell’operazione il medico specializzando potrà afferrare l’end-effector del robot tramite un’apposita impugnatura, sfruttando il controllo di ammettenza il robot eseguirà movimenti compliant con quelli dell’operatore e attraverso gli algoritmi implementati nei nodi ROS, guiderà il medico nell’esecuzione dell’iniezione.
Il progetto si è sviluppato in due parti: nella prima parte è stato implementato il controllore proporzionale che calcola le velocità necessarie con cui controllare il robot al fine di condurlo nelle pose desiderate; si è quindi simulato il comportamento del sistema con il tool rViz.
Nella seconda parte si è implementata la rilevazione della posizione spaziale dell’occhio attraverso un algoritmo di computer vision, che esamina le immagini catturate dalla camera
RGB-D Intel® RealSense™, cosi che il sistema possa rilevare la posizione spaziale dell’occhio e quindi calcolare le pose obiettivo.
Alla fine del lavoro si è potuta constatare la validità dei risultati ottenuti in simulazione, validando sperimentalmente il comportamento del robot. La prova in laboratorio è stata eseguita inizializzando il robot in una configurazione generica, inquadrando con la camera fissata sull’end-effector, il phantom dell’occhio posto su una superficie monocromatica.
Dopo aver avviato il sistema, tramite le immagini fornite dalla camera il robot può conoscere la posizione spaziale dell’occhio; viene calcolata una posa ad una certa distanza dall’occhio in cui portarsi prima di effettuare l’iniezione e viene eseguito il movimento. Raggiunta la massima profondità di iniezione il robot si ferma, esegue l’iniezione e si ritrae eseguendo lo stesso movimento in senso inverso.
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