ES1231927U - Smartphone adapter to any conventional ultrasound (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Adaptador de Smarthphone a cualquier ecógrafo convencionalSmarthphone adapter to any conventional ultrasound
Sector de la técnicaTechnical sector
La necesidad de monitorización de los grados de deformidad en la escoliosis idiopática del adolescente obliga a la realización de radiografías seriadas en estos pacientes, que en casos con alto grado de progresión clínicamente relevante, puede exigir una frecuencia inferior a 3 meses. Lo que ello significa es que un paciente con escoliosis idiopática del adolescente puede requerir hasta 8 radiografías de raquis completo al año. En pacientes jóvenes y del sexo femenino, principal grupo en prevalencia, se ha demostrado un aumento en la prevalencia de cáncer de mama si han requerido el seguimiento por esta patología.The need to monitor the degrees of deformity in adolescent idiopathic scoliosis requires the performance of serial radiographs in these patients, which in cases with a high degree of clinically relevant progression, may require a frequency of less than 3 months. What that means is that a patient with adolescent idiopathic scoliosis may require up to 8 x-rays of complete spine per year. In young and female patients, the main prevalence group, an increase in the prevalence of breast cancer has been demonstrated if they have required follow-up due to this pathology.
Ante los avances en las técnicas de imagen libres de radiaciones ionizantes como la ecografía, se han descrito diferentes métodos para la valoración de los grados de deformidad. Entre ellos, existe un método que consiste en valorar la inclinación de las apófisis transversas respecto el suelo, es decir, el grado de inclinación respecto la horizontal de las end vertebras superior e inferior. Este método requiere de conocer los grados de inclinación del ecógrafo respecto la horizontal cuando se obtiene la imagen descrita por los investigadores.Given the advances in imaging techniques free of ionizing radiation such as ultrasound, different methods for assessing the degrees of deformity have been described. Among them, there is a method that consists in assessing the inclination of the transverse processes with respect to the ground, that is, the degree of inclination with respect to the horizontal of the upper and lower end vertebrae. This method requires knowing the degrees of inclination of the ultrasound with respect to the horizontal when the image described by the researchers is obtained.
Este método, descrito por Ferrás-Tarragó y colaboradores, establece que cuando en una misma imagen ecográfica es posible observar ambas apófisis transversas (o procesos transversos), el ecógrafo presenta los mismos grados de inclinación en el plano coronal que el cuerpo vertebral de la vértebra que se está analizando. Conociendo previamente la end vértebra superior e inferior (por la primera radiografía realizada para el diagnóstico) es posible realizar una monitorización y seguimiento de la deformidad evaluando la inclinación mediante este método de ambas vértebras, siendo el ángulo de Cobb la suma de los valores absolutos de la inclinación de ambas vértebras respecto la horizontal. Ello permite, según los autores, reducir el número de radiografías necesarias para el seguimiento, y por lo tanto, reducir las complicaciones derivadas de las radiaciones ionizantes, siendo necesario algún dispositivo que acople el ecógrafo al inclinómetro.This method, described by Ferrás-Tarragó et al., Establishes that when in the same ultrasound image it is possible to observe both transverse processes (or transverse processes), the ultrasound presents the same degrees of inclination in the coronal plane as the vertebral body of the vertebra That is being analyzed. Knowing previously the upper and lower end vertebra (for the first x-ray performed for the diagnosis) it is possible to perform a monitoring and follow-up of the deformity by evaluating the inclination by this method of both vertebrae, the Cobb angle being the sum of the absolute values of the inclination of both vertebrae with respect to the horizontal. This allows, according to the authors, to reduce the number of radiographs necessary for follow-up, and therefore, to reduce the complications derived from ionizing radiation, being necessary a device that couples the ultrasound to the inclinometer.
Mediante nuestro dispositivo, podremos acoplar un ecógrafo convencional cualquiera a cualquier Smartphone, y utilizar el giroscopio del Smartphone para conocer la inclinación del ecógrafo cuando obtiene la imagen descrita. Así, facilitaremos la adaptación del Smartphone al ecógrafo y por lo tanto, facilitaremos la medicación del ángulo de Cobb mediante el uso de un Smartphone cualquiera y la ultrasonografía convencional, disponible prácticamente en cualquier hospital del mundo.Through our device, we can attach any conventional ultrasound to any Smartphone, and use the gyroscope of the Smartphone to know the inclination of the ultrasound when obtaining the described image. Thus, we will facilitate the adaptation of the Smartphone to the ultrasound and therefore, we will facilitate the Cobb angle medication through the use of any Smartphone and conventional ultrasonography, available practically in any hospital in the world.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
El uso de la ecografía como técnica para evaluar las estructuras posteriores del raquis se inició con con Suzuki et al, quien utiliza la valoración del ápex de los procesos espinosos para describir la curva de deformidad, a partir de la cual se pueden establecer las tangentes a los puntos de máxima curvatura para la estimación de los grados de Cobb por radiografía, siendo estos resultados alentadores en el estudio que describió en 1989.The use of ultrasound as a technique to evaluate the posterior structures of the spine began with Suzuki et al, who uses the assessment of the spiny processes apex to describe the deformity curve, from which the tangents can be established. the points of maximum curvature for the estimation of Cobb degrees by radiography, these results being encouraging in the study he described in 1989.
Otros autores como Burwell et al describieron sistemas ecográficos fiables para describir los grados de deformidad axial de las vértebras, que en muchos estudios se han correlacionado con los resultados clínicos tras la cirugía, y que se deben tener en cuenta a la hora de la planificación de la corrección quirúrgica. En 1976, Herzenberg et al describieron uno de los sistemas que por su simplicidad mayor reproducibilidad y fiabilidad ha presentado en los estudios. La valoración mediante ecografía 3D del punto medio de las apófisis transversas se ha descrito como un sistema útil para la valoración del grado de rotación, por lo que se han descrito sistemas de valoración para las dos principales deformidades implicadas en el resultado clínico: la deformidad axial y la deformidad coronal.Other authors such as Burwell et al described reliable ultrasound systems to describe the degrees of axial deformity of the vertebrae, which in many studies have been correlated with the clinical results after surgery, and which should be taken into account when planning surgical correction In 1976, Herzenberg et al described one of the systems that, due to its simplicity, greater reproducibility and reliability has presented in the studies. The 3D ultrasound assessment of the midpoint of the transverse processes is It has been described as a useful system for assessing the degree of rotation, so assessment systems have been described for the two main deformities involved in the clinical outcome: axial deformity and coronal deformity.
En los últimos años, Rui Zheng et al, así como Meng Li et al han descrito sistemas matemáticos para la predicción de los grados de Cobb en radiografía a partir de mediciones ecográficas, encontrando una correlación significativa entre sus modelos y el gold standard de las mediciones.In recent years, Rui Zheng et al, as well as Meng Li et al have described mathematical systems for predicting Cobb degrees in radiography from ultrasound measurements, finding a significant correlation between their models and the gold standard of measurements .
Probablemente el mayor avance de los últimos años en esta técnica la desarrollaron Zheng YP et al, los cuales desarrollaron un dispositivo específico (Scolioscan ®) para la valoración de la deformidad de todo el raquis. Este dispositivo es caro e inaccesible, y además, requiere de la valoración de toda la columna para discernir el grado de Cobb. Por ello, es un método que, aunque útil, no permite ser utilizado en el día a día de la práctica clínica, por el tiempo que requiere y la inaccesibilidad que presenta.Probably the greatest advance in recent years in this technique was developed by Zheng YP et al, which developed a specific device (Scolioscan ®) for the assessment of deformity of the entire spine. This device is expensive and inaccessible, and also requires the assessment of the entire column to discern the degree of Cobb. Therefore, it is a method that, although useful, does not allow it to be used in the day-to-day clinical practice, due to the time it requires and the inaccessibility it presents.
El método descrito por Ferrás-Tarragó et al en el 25 IMAST (International meeting on advanced spinal techniques) supone un método fácil de utilizar y que requiere únicamente un Smartphone convencional y un ecógrafo. El Smartphone se acopla al ecógrafo y permite conocer la inclinación del ecógrafo durante la evaluación, pero debido a la inexactitud de los dispositivos adhesivos, la técnica era más lenta, unfructuosa e incómoda. Nuestro dispositivo permite acoplar el Smartphone al ecógrafo de una forma cómoda, limpia y sencilla, haciendo más sencillo desarrollar la técnica.The method described by Ferrás-Tarragó et al in the IMAST (International meeting on advanced spinal techniques) is an easy-to-use method that requires only a conventional Smartphone and an ultrasound. The Smartphone is attached to the ultrasound and allows to know the inclination of the ultrasound during the evaluation, but due to the inaccuracy of the adhesive devices, the technique was slower, fruitless and uncomfortable. Our device allows you to attach the Smartphone to the ultrasound in a comfortable, clean and simple way, making it easier to develop the technique.
Explicación de la invenciónExplanation of the invention.
Este adaptador de Smartphone para un ecógrafo convencional está construido por un compartimento superior para la colocación del dispositivo móvil (Smartphone) y un compartimento inferior para la colocación de la sonda del ecógrafo.This Smartphone adapter for a conventional ultrasound is built by an upper compartment for mobile device placement (Smartphone) and a lower compartment for ultrasound probe placement.
El compartimento superior es para el Smartphone y tiene una forma idéntica al modelo de Smartphone que se quiere utilizar, de forma que cada usuario debería adquirir el acoplador específico para su Smartphone. De esta forma, de forma similar a como ocurre con una carcasa de goma para móvil, el Smartphone quedaría perfectamente ajustado en el interior del compartimento superior, ya que el dispositivo es completamente de material plástico (poliuretano termoplástico (TPU)). De esta forma, el compartimento superior varía en tamaño para alojar a cada Smartphone específico.The upper compartment is for the Smartphone and has an identical shape to the Smartphone model that you want to use, so that each user should acquire the specific coupler for their Smartphone. In this way, similar to a rubber mobile phone case, the Smartphone would be perfectly adjusted inside the upper compartment, since the device is completely made of plastic material (thermoplastic polyurethane (TPU)). In this way, the upper compartment varies in size to accommodate each specific Smartphone.
El compartimento inferior es universal y consta de un espacio rectangular hueco que queda paralelo al compartimento superior donde se aloja el Smartphone. El compartimento inferior tiene unas dimensiones fijas de 10 cm de longitud y 1.5 cm de altura, y al tratarse de un marco de TPU, también será elástico, por lo que la sonda del ecógrafo se introducirá mediante presión, y quedará fija por la fuerza elástica del TPU.The lower compartment is universal and consists of a hollow rectangular space that is parallel to the upper compartment where the Smartphone is housed. The lower compartment has fixed dimensions of 10 cm in length and 1.5 cm in height, and being a TPU frame, it will also be elastic, so the ultrasound probe will be introduced by pressure, and will be fixed by the elastic force of the TPU.
De esta forma, podemos acoplar el Smartphone al ecógrafo quedando ambos elementos completamente paralelos uno respecto al otro, de una forma fija, estable, fácil y cómoda, permitiendo desarrollar el método de Ferrás et al. de una forma sencilla.In this way, we can attach the Smartphone to the ultrasound, leaving both elements completely parallel to each other, in a fixed, stable, easy and comfortable way, allowing to develop the method of Ferrás et al. in a simple way.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of drawings is attached as an integral part of said description, where illustrative and non-limiting nature has been represented. following:
Figura 1.- Imagen anteroposterior en contraste máximo B/N del dispositivo. Mediante esta imagen podemos observar el contorno del dispositivo y el hueco para la colocación mediante presión del ecógrafo. El hueco para el móvil es necesario verlo mediante perspectiva (Figura 2), y lo que se observa en esta figura 1 es la apertura para la cámara del dispositivo móvil una vez colocado en el adaptador.Figure 1.- Anteroposterior image in maximum contrast B / N of the device. Through this image we can see the outline of the device and the hole for placement by ultrasound pressure. It is necessary to see the opening for the mobile through perspective (Figure 2), and what is observed in this figure 1 is the opening for the camera of the mobile device once placed in the adapter.
Figura 2. Visión con perspectiva en escala de grises (B/N) del dispositivo (3D Builder, Microsoft Corporation ®). En esta imagen se puede apreciar el espacio para la colocación del dispositivo móvil (1), que conservaría el móvil completamente paralelo en el plano horizontal a la sonda ecográfica, que iría conectada mediante presión en el hueco inferior (longitudinal largo). El hueco superior, que alberga el dispositivo móvil (1), es cambiante en función del móvil que queramos adaptar, pero el hueco longitudinal inferior para la colocación de la sonda (2), es fijo, ya que queda atrapado por presión del TPU y la variabilidad entre longitudes de la sonda ecográfica es mínima. El ecógrafo entraría perpendicular al adaptador, adaptándose el eje largo (horizontal) del ecógrafo con el cajón inferior para la colocación del ecógrafo, por presión, al ser el TPU elástico. De esta forma, el ecógrafo quedaría perpendicular al adaptador y paralelo al dispositivo móvil.Figure 2. Gray-scale (B / W) perspective view of the device (3D Builder, Microsoft Corporation ®). In this image you can see the space for the placement of the mobile device (1), which would keep the mobile completely parallel in the horizontal plane to the ultrasound probe, which would be connected by pressure in the lower hollow (long longitudinal). The upper hole, which houses the mobile device (1), is changeable depending on the mobile we want to adapt, but the lower longitudinal hole for the placement of the probe (2), is fixed, since it is trapped by pressure of the TPU and the variability between lengths of the ultrasound probe is minimal. The ultrasound would enter perpendicular to the adapter, adapting the long (horizontal) axis of the ultrasound with the lower drawer for placement of the ultrasound, by pressure, being the elastic TPU. In this way, the ultrasound would be perpendicular to the adapter and parallel to the mobile device.
Figura 3. Imagen lateral derecha del acoplador en el que se observan los huecos en el modelo para la entrada de un cable de alimentación (3) y un hueco para permitir la salida de audio (4) en caso de necesitarlo durante la exploración, de acuerdo con el diseño del móvil para el que está hecho este modelo del adaptador (Samsung S8), cambiando estos orificios en función del móvil que se pensara adaptar.Figure 3. Right side image of the coupler in which the gaps in the model for the input of a power cable (3) and a gap to allow audio output (4) in case of needing it during scanning are observed. according to the design of the mobile for which this model of the adapter (Samsung S8) is made, changing these holes depending on the mobile that is thought to adapt.
Figura 4. Perspectiva lateral izquierda en la que se observa el hueco superior para el dispositivo móvil (1), con los orificios para la entrada de carga (3). Visión en perspectiva del hueco para acoplar el transductor ecográfico en el cajón inferior (2).Figure 4. Left lateral perspective in which the upper hole for the mobile device (1) is observed, with the holes for the load inlet (3). Perspective view of the hole to couple the ultrasound transducer in the lower drawer (2).
Figura 5. Perspectiva supero-inferior oblicua en escala de grises (B/N) para observar los orificios para las teclas del dispositivo móvil, de forma que cuando quede atrapado por la elasticidad del acoplador no presione las teclas de forma involuntaria.Figure 5. Oblique supero-inferior grayscale (B / W) perspective to observe the holes for the keys of the mobile device, so that when it is caught by the elasticity of the coupler it does not press the keys involuntarily.
Figura 6. Esquema de representación del montaje con la entrada del ecógrafo. Se representa el ecógrafo como prisma rectangular que entra por presión en el hueco inferior, de forma que el cable del ecógrafo (representado como un cilindro) quede en la parte anterior del dispositivo, y la parte de la membrana del ecógrafo salga por la parte posterior del mismo, para contactar con la espalda y poder realizar la ecografía, al tiempo que la pantalla del teléfono permite al observador tomar las mediciones necesarias.Figure 6. Assembly representation scheme with the ultrasound entry. The ultrasound is represented as a rectangular prism that enters by pressure in the lower hole, so that the ultrasound cable (represented as a cylinder) is in the front part of the device, and the part of the ultrasound membrane comes out from the back of the same, to contact the back and to perform the ultrasound, while the phone screen allows the observer to take the necessary measurements.
Figura 7. Vista posterior del ecógrafo representando la salida de la membrana del ecógrafo por el rectángulo del dispositivo preparada para este fin, dejando realizar la ecografía mientras el observador, que se coloca en la posición anterior del dispositivo, puede observar la pantalla del Smartphone introducido en el acoplador.Figure 7. Rear view of the ultrasound representing the output of the ultrasound membrane through the rectangle of the device prepared for this purpose, allowing the ultrasound to be performed while the observer, who is placed in the previous position of the device, can see the screen of the smartphone entered in the coupler.
Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention
El modelo se realizaría a nivel industrial mediante un sistema de construcción por FDM (fusión y deposición de material). Este sistema de construcción permite su producción en sistemas de impresión 3D domésticos convencionales con material TPU en filamento, un material ampliamente distribuido a nivel internacional tras la irrupción de la impresión 3D doméstica. The model would be carried out at industrial level through a construction system by FDM (fusion and deposition of material). This construction system allows its production in conventional domestic 3D printing systems with filament TPU material, a material widely distributed internationally after the emergence of domestic 3D printing.
Los planos de construcción se reflejan en un fichero del tipo .stl de forma que se puede generar un .gcode de lectura automática por cualquier impresora 3D convencional. Construction plans are reflected in a file of type .stl so that an automatic read .gcode can be generated by any conventional 3D printer.
Este material TPU una vez impreso, es elástico, duradero y fácil de mantener.This TPU material once printed, is elastic, durable and easy to maintain.
Debido a la facilidad para la impresión 3D con TPU en filamento, se puede realizar la fabricación de este objeto tanto en impresoras 3D domésticas convencionales (compartiendo el archivo stl con los planos del objeto) o bien mediante impresoras 3D industriales, que utilizando el mismo proceso de FDM permiten una fabricación más rápida y de mayor calidad.Due to the ease of 3D printing with filament TPUs, this object can be manufactured either in conventional domestic 3D printers (sharing the stl file with the object drawings) or through industrial 3D printers, which using the same process FDM allow faster and higher quality manufacturing.
El sistema de producción FDM se basa en la generación de un plano de coordenadas por los que una boquilla aproximadamente a 230° va depositando el material de acuerdo con el camino definido (archivo gcode). De esta forma, deposita material fundido (en este caso TPU) en un orden definido, punto a punto y capa a capa hasta disponer del objeto. Tras su impresión, no es necesario modelado ni procesado posterior, por lo que se permite su fabricación sencilla e incluso en el domicilio de los propios usuarios, sin requerir ni tan siquiera costes de envío ni la participación de ningún modelado ni postproducción.The FDM production system is based on the generation of a coordinate plane through which a nozzle at approximately 230 ° is depositing the material according to the defined path (gcode file). In this way, it deposits molten material (in this case TPU) in a defined order, point to point and layer by layer until the object is available. After printing, no modeling or subsequent processing is necessary, so its simple manufacture is allowed and even at the home of the users themselves, without requiring even shipping costs or the participation of any modeling or postproduction.
El modelo de producción industrial se realizaría o bien mediante la técnica FDM descrita, o bien mediante inyección de poliuretano en moldes del modelo descrito, siendo ambas técnicas útiles y debiendo adaptarlo en función de los requerimientos de la industria y la demanda del adaptador. En caso de procederse a una producción industrial mediante moldes e inyección, sería posible realizar el modelo en cualquier otro tipo de plástico inyectable. The industrial production model would be carried out either by the described FDM technique, or by injection of polyurethane into molds of the described model, both techniques being useful and having to adapt it according to the requirements of the industry and the demand of the adapter. In case of an industrial production by means of molds and injection, it would be possible to make the model in any other type of injectable plastic.
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