Resumen de Optimización de la Configuración de Puertos y del Posicionamiento de los Brazos Robóticos en Cirugía Laparoscópica Robotizada

Carlos Fontúrbel, Ana Cisnal de la Rica, Javier Pérez Turiel , Juan Carlos Fraile Marinero

• español

  Este trabajo presenta un algoritmo para optimizar la configuración de los puertos quirúrgicos y la colocación de las bases de brazos robóticos en cirugía laparoscópica robotizada. Se realiza una evaluación cinemática basada en el Conditioning Index (CI), identificando combinaciones válidas de base y puertos que garanticen la movilidad en todo el órgano diana. Posteriormente, se aplica DBSCAN para identificar agrupaciones de puertos y se realiza una optimización multiobjetivo que considera separación entre bases, distribución y adyacencia de los puertos. El proceso se valida mediante simulaciones con dos robots UR3e y hasta cuatro puertos, demostrando la efectividad del método para obtener soluciones óptimas y robustas. El algoritmo es especialmente útil en la planificación preoperatoria, ya que permite reducir la dependencia de la experiencia del cirujano y mejora la adaptabilidad a diferentes morfologías y configuraciones.

• English

  This work presents an algorithm to optimize the configuration of surgical ports and the positioning of robotic arm bases in robot-assisted laparoscopic surgery. A kinematic evaluation based on the Conditioning Index (CI) is performed, identifying valid base-port combinations that ensure complete maneuverability throughout the entire target organ. Subsequently, DBSCAN is applied to identify port clusters, and a multi-objective optimization is carried out, considering base separation, port distribution, and adjacency. The process is validated through simulations involving two UR3e robots and up to four ports, demonstrating the effectiveness of the method in obtaining optimal and robust solutions. The algorithm is particularly useful in preoperative planning, as it provides the surgeon with base/port configurations that guarantee the feasibility of the procedure in terms of maneuverability and minimize the risk of collisions.