ES2341463T3 - Sistema de simulacion de acceso vascular con caracteristicas de interaccion con la piel. - Google Patents
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Abstract
Un aparato que comprende: una pseudo-piel (220); y un módulo de palpación (436) para simular una técnica de oclusión o de palpación vascular, en el que dicho módulo de palpación está dispuesto bajo dicha pseudo-piel, y en el que dicho módulo de palpación la permite a un usuario manipular físicamente una pseudo-vena (446).
Description
Sistema de simulación de acceso vascular con
características de interacción con la piel.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Este caso está relacionado con las solicitudes
de patente norteamericanas núm. de serie __________ (Caso del agente
núm. 115-002), núm. de serie __________ (Caso del
agente núm. 115-003), núm. de serie __________ (Caso
del agente núm. 115-004), y núm. de serie __________
(Caso del agente núm. 115-005).
El presente invento se refiere, en general, a
sistemas que simulan procedimientos médicos con fines de
entrenamiento o acreditación. Más particularmente, el presente
invento se refiere a un sistema, a un aparato y a subsistemas para
simular procedimientos de acceso vascular.
Las personas que practican la medicina, tales
como los médicos militares, el personal civil para emergencias
médicas, las enfermeras y los médicos, realizan rutinariamente
procedimientos de acceso vascular (por ejemplo, inserciones IV,
implantación de líneas venosas centrales, catéteres centrales
insertados periféricamente, etc.). Es deseable que un médico sea
muy competente al llevar a cabo estos procedimientos, ya que es
bastante menos probable que un médico competente lesione a un
paciente y se tiene la certeza casi absoluta de que reducirá el
nivel de incomodidad del paciente.
El adquirir esa competencia en los
procedimientos de acceso vascular, exige práctica. De hecho, las
exigencias para conseguir la titulación y su renovación, en algunos
estados, requieren un número mínimo de pinchazos, etc., por año por
proveedor. Históricamente, los médicos practicaban los
procedimientos en los que se utilizaban agujas en voluntarios
vivos. Más recientemente, se han desarrollado técnicas y
dispositivos de simulación para proporcionar entrenamiento en
procedimientos de acceso vascular sin tener que recurrir a
voluntarios vivos. La patente norteamericana núm. 6.470.302 ("la
patente '302") estudia la técnica de los dispositivos médicos de
simulación y, también, describe un sistema de simulación de acceso
vascular.
El documento
US-A-2003069719 describe
instrumentos de interconexión para una simulación de acceso
vascular.
El sistema de simulación de acceso vascular que
se describe en la patente '302 incluye un dispositivo de
"interconexión" y un sistema de ordenador. Para poner en
práctica un procedimiento de acceso vascular, un usuario manipula
un "instrumento", denominado en la patente "conjunto de
unidad de catéter", que se extiende desde el dispositivo y que
sirve como aguja de catéter. Potenciómetros y codificadores en el
dispositivo de interconexión siguen el movimiento y el cambio de
posición del instrumento y transmiten esta información al sistema de
ordenador. El sistema de ordenador ejecuta una simulación de la
anatomía de la superficie y de la sub-superficie de
la piel humana y determina el efecto del movimiento del instrumento
sobre la anatomía de la piel. Los resultados simulados son
presentados por el sistema de ordenador. Utilizando la información
sobre el movimiento procedente del dispositivo de interconexión, el
sistema de ordenador genera, también, una señal de control que
controla un sistema de realimentación de fuerza que está acoplado
al instrumento. El sistema de realimentación de fuerza genera
varias fuerzas resistivas o reactivas que pretenden simular las
fuerzas a las que se enfrenta un médico durante un procedimiento de
acceso vascular real. El usuario percibe estas fuerzas durante la
manipulación del instrumento.
El sistema que se describe en la patente '302
tiene muchos inconvenientes que limitan sustancialmente su utilidad
como herramienta de entrenamiento o acreditación. En particular,
entre otros inconvenientes, el sistema que se describe en la
patente '302 solamente proporciona una aptitud limitada para
ejercitar y reproducir, de manera realista, ciertas técnicas de
interacción con la piel que son una parte importante de los
procedimientos de acceso vascular. Estas técnicas de interacción
con la piel incluyen la "palpación", el "estiramiento de la
piel" y la "oclusión".
La palpación es una técnica
multi-propósito. Puede ser utilizada por un médico
para localizar venas ocultas. Podría ser que las venas no fuesen
fácilmente localizables debido a la edad avanzada o a la mala
condición física del paciente, por el procedimiento que se está
ejecutando o por otros motivos. Para palpar venas ocultas, el
médico da golpecitos sobre la piel. La palpación también puede
utilizarse para conseguir información acerca de una vena candidata
una vez que ha sido localizada. En particular, el médico puede
determinar si la vena candidata está lo bastante hinchada. Un
médico también puede determinar, mediante palpación, si una vena es
lo bastante recta (en un punto de inserción proyectado) para
introducir un catéter. Para palpar la vena con el fin de conseguir
este tipo de información, el médico mueve uno o dos dedos
ligeramente sobre la vena candidata.
La oclusión es una técnica que se pone en
práctica durante la cateterización. Específicamente, se utiliza un
dedo o el pulgar de la mano no dominante para aplicar presión sobre
el catéter en el punto de inserción, de manera que no escape sangre
del cubo del catéter cuando se retire el estilete. Para poner en
práctica la tercera técnica mencionada anteriormente - la técnica
de estiramiento de la piel - el pulgar de la mano no dominante tira
de la piel del paciente, tensándola. Esto reduce el nivel de
incomodidad del paciente y ancla la vena de forma que no se
desplace durante la inserción de un angiocatéter.
\global\parskip1.000000\baselineskip
De estas tres técnicas de interacción con la
piel, solamente el "estiramiento de la piel" puede ponerse en
práctica utilizando el dispositivo que se describe en la patente
'302. Y el mecanismo que es responsable del estiramiento de la piel
tiene una capacidad limitada para simular este procedimiento de
manera realista. En particular, la "piel" sobre la que se
practica la técnica de estiramiento de la piel es una cinta - una
"falsa" piel - que guarda poco parecido con una piel real.
Bajo la cinta se dispone un respaldo elástico para simular la
elasticidad de la piel. (Véase la columna 10, líneas 49 y
siguientes). Además, el módulo en el que se practica la técnica de
estiramiento de la piel se encuentra en un alojamiento que está
unido al alojamiento en el que se practica el procedimiento de
inserción de la aguja, y separado de él. Esta disposición
estructural no favorece la "suspensión de incredulidad" de un
usuario. Es decir, resulta evidente que esta técnica se está
ejecutando en una máquina que no sugiere en absoluto la idea de la
anatomía humana.
La imposibilidad de practicar y simular de modo
realista estas técnicas de interacción con la piel, limita la
utilidad de los sistemas de simulación de acceso vascular de la
técnica anterior para uso como herramienta de entrenamiento o
acreditación.
La realización ilustrativa del presente invento
es un sistema de simulación que proporciona entrenamiento realista
y práctica para procedimientos de acceso vascular sin utilizar
personas. A diferencia de la mayoría de los sistemas de simulación
de la técnica anterior, algunas realizaciones del presente invento
proporcionan una simulación realista de las fuerzas así como de la
capacidad para llevar a la práctica varias técnicas importantes de
interacción con la piel que, normalmente se ejecutan como parte de
muchos procedimientos de acceso vascular.
De acuerdo con la realización ilustrativa, el
simulador de acceso vascular incluye un sistema de tratamiento de
datos y un dispositivo de interconexión, denominado en este
documento "dispositivo háptico". El dispositivo háptico
proporciona la interconexión física para la puesta en práctica de
procedimientos de acceso vascular. Más particularmente, un usuario
introduce un módulo de aguja/catéter en el dispositivo háptico y lo
manipula para simular la inserción de una aguja, de una cánula,
etc.
De acuerdo con la realización ilustrativa, el
dispositivo háptico incluye un módulo de palpación. En algunas
realizaciones, el módulo de palpación le permite a un usuario poner
en práctica dos técnicas de interacción con la piel: la palpación y
la oclusión. Con respecto a la técnica de palpación, el módulo de
palpación proporciona, ventajosamente, una o más de las siguientes
funciones: le permite a un usuario buscar una vena; le proporciona
realimentación táctil al usuario; y ofrece una medida indirecta de
la fuerza de palpación.
Además, en algunas realizaciones del módulo de
palpación, una vena que sea discernible al tacto (es decir, que se
la sienta) para un usuario, no la aprecia visualmente el usuario.
Asimismo, en algunas realizaciones, la "rigidez" percibida de
una vena, que es indicativa de su grado de hinchazón, es
controlable. Se presenta una configuración estructural ilustrativa
del módulo de palpación que proporciona la funcionalidad deseada y
ciertas características deseables.
En algunas realizaciones, el dispositivo háptico
incluye un módulo de estiramiento de la piel. El módulo de
estiramiento de la piel le permite a un usuario poner en práctica
una técnica de estiramiento de la piel que acompaña a muchos
procedimientos de acceso vascular. Ventajosamente, el módulo de
estiramiento de la piel le permite a un usuario estirar una
pseudo-piel, le proporciona al usuario una
realimentación sensorial apropiada y realista y cuantifica la
medida del estiramiento de la piel producido.
Perceptores dentro del dispositivo háptico
vigilan el movimiento y la posición del módulo de aguja/catéter así
como la aplicación de presión, etc., y el movimiento de la
pseudo-piel durante las técnicas de interacción con
la piel. Los perceptores generan señales indicativas de la actividad
vigilada y transmiten las señales al sistema de tratamiento de
datos.
El sistema de tratamiento de datos trata la
información adquirida por los perceptores y, en conjunto con un
modelo anatómico, determina el efecto de las manipulaciones de un
usuario sobre las características de la superficie y la
sub-superficie de la parte de cuerpo virtual sobre
la que se está ejecutando del procedimiento de acceso vascular
simulado. Los resultados son presentados por el sistema de
ordenador. Los resultados incluyen, por ejemplo, una reproducción
tridimensional de la parte de interés del cuerpo, una indicación
visual de la posición del conjunto aguja/catéter con relación a la
parte del cuerpo y una indicación visual de cómo afecta el conjunto
aguja/catéter a esa parte del cuerpo.
Utilizando la información obtenida a partir de
los perceptores, el sistema de tratamiento de datos determina las
diversas fuerzas resistivas que se generarían debido a la
manipulación por parte del usuario del conjunto aguja/catéter a
través de la anatomía simulada. Basándose en esta determinación, el
sistema de tratamiento de datos genera una señal de control y la
transmite al dispositivo háptico. En respuesta a la señal de
control, el dispositivo háptico genera una magnitud apropiada de
resistencia al movimiento del conjunto aguja/catéter.
La fig. 1 representa un sistema 100 de
simulación de acceso vascular de acuerdo con la realización
ilustrativa del presente invento.
La fig. 2 representa elementos funcionales del
dispositivo háptico 102, que es parte del sistema 100 de simulación
de acceso vascular.
La fig. 3 ilustra una vista desde arriba del
dispositivo háptico 102.
La fig. 4A muestra una vista en despiece
ordenado de un conjunto de palpación de acuerdo con la realización
ilustrativa del presente invento.
La fig. 4B representa una vista desde arriba de
una placa inferior del conjunto de palpación de la fig. 4A.
La fig. 4C representa una vista desde arriba de
una placa superior del conjunto de palpación de la fig. 4A.
La fig. 4D ilustra una
pseudo-vena que se extiende por encima de la
superficie superior de la placa superior del conjunto de palpación
de la fig. 4A.
La fig. 4E ilustra la
pseudo-vena al ras con la superficie superior de la
placa superior del conjunto de palpación de la fig. 4A.
La fig. 5A muestra una vista desde arriba de un
conjunto para estiramiento de la piel de acuerdo con la realización
ilustrativa del presente invento.
La fig. 5B representa una vista lateral del
conjunto para estiramiento de la piel de la fig. 5A y que muestra
el conjunto para estiramiento de la piel dispuesto bajo una
pseudo-piel.
La fig. 5C ilustra una fuerza dirigida hacia
abajo que está siendo aplicada a la pseudo-piel, que
la obliga a entrar en contacto con el cursor de un potenciómetro
lineal.
La fig. 5D muestra una fuerza de tracción que
está siendo aplicada a la pseudo-piel y que hace que
el cursor del potenciómetro lineal se desplace, siguiendo así el
estiramiento de la pseudo-piel.
Los términos, expresiones y frases enumerados en
adelante se definen para uso en esta memoria descriptiva como
sigue:
"Efector final" sirve para denominar un
dispositivo, herramienta o instrumento para llevar a cabo una tarea.
La estructura de un efector final depende de la tarea que se
pretende realizar. Por ejemplo, en la realización ilustrativa, el
efector final está destinado a ser utilizado para simular un
procedimiento de acceso vascular y, por tanto, está incorporado en
forma de módulo catéter-aguja. Los expertos en la
técnica reconocerán que la expresión "efector final" está
tomada de la robótica, campo en el que posee una definición algo
diferente: con ella se designa un dispositivo o herramienta
conectado al extremo de un brazo robótico.
"Imitación" significa un elemento
artificial proyectado para que sea sustancialmente similar a un
elemento que se está imitando; una copia. Por ejemplo, con la
expresión "piel de imitación", que se utiliza en conjunto con
la realización ilustrativa del presente invento, se pretende
designar una reproducción o copia de la piel real obtenida mediante
la apropiada selección de color, aspecto, tacto y presentación
global.
"Falso" significa "representativo"; un
sustituto de un artículo verdadero, pero no destinado a ser una
copia o reproducción del artículo verdadero. Un artículo falso no
favorecerá, típicamente, la creencia de que el artículo falso es el
artículo verdadero. Por ejemplo, con "piel falsa" no se
pretende reproducir la piel real y, típicamente, se diferencia del
objeto real tanto en el color como en el aspecto, el tacto o la
presentación global.
"Pseudo" es un término inclusivo que
significa "imitación" o "falso". Por ejemplo, la expresión
"pseudo-piel" pretende abarcar tanto la piel
de imitación como la piel falsa.
El término "piel" designa la piel
verdadera.
Esta descripción detallada continúa con una
visión general de un simulador de acceso vascular de acuerdo con la
realización ilustrativa. A continuación de la visión general, se
describen, con mayor detalle, realizaciones específicas de varios
elementos del simulador.
La realización ilustrativa del presente invento
se refiere a un sistema de simulación que proporciona un
entrenamiento y una práctica realistas para procedimientos de
acceso vascular si utilizar personas. Como se representa en la fig.
1, el simulador 100 de acceso vascular incluye un dispositivo
háptico 102 y un sistema 104 de tratamiento de datos.
El dispositivo háptico 102 proporciona la
interconexión física para llevar a la práctica cualquiera de varios
procedimientos simulados de acceso vascular (por ejemplo,
cateterización intravenosa, colocación de una línea venosa central,
inserción intraósea esternal, etc.).
El término "háptico" se refiere al tacto
(es decir, el sentido del tacto). Una función fundamental del
dispositivo háptico 102 y, desde luego, de cualquier interconexión
háptica, es la creación de medios para comunicación entre usuarios
(es decir, personas) y máquinas. Esta "comunicación" es posible
ya que las personas son capaces de interconectarse
"mecánicamente" con su entorno debido, al menos en parte, al
sentido del tacto. Este "sentido del tacto" incluye
sensaciones de presión, textura, punción, propiedades térmicas,
suavidad, humedad, fenómenos inducidos por la fricción, adherencia,
etc. Además, las personas también experimentan sensaciones
vibro-táctiles que incluyen la percepción de
objetos que oscilan en contacto con la piel y percepciones
cinestésicas (es decir, percepción del estado del cuerpo incluyendo
posición, velocidad y fuerzas ejercidas por los músculos). Como
resultará evidente más adelante en esta descripción detallada,
nuestra capacidad para percibir una variedad de estas sensaciones
es explotada por el dispositivo háptico 102.
En la medida en que algunas realizaciones del
simulador 100 están destinadas a utilizarse como herramienta de
entrenamiento y práctica, es ventajoso que el dispositivo háptico
102 simule los procedimientos de acceso vascular del modo más
realista posible y que proporcione una medición cuantitativa del
comportamiento de la persona que ejecuta el procedimiento simulado.
Para ello, el dispositivo háptico 102 tiene uno o más de los
siguientes atributos, además de otros:
- \bullet
- Posee suficientes grados de libertad para simular un procedimiento de acceso vascular real.
- \bullet
- Ofrece la oportunidad de llevar a la práctica todos los pasos de un procedimiento de acceso vascular incluyendo, por ejemplo, la inserción de la aguja, interacciones con la piel (por ejemplo, palpación, estiramiento de la piel, etc.), enfilado del catéter, etc.
- \bullet
- Genera las fuerzas apropiadas de punción de la piel y de la vena.
- \bullet
- Mide o cuantifica de otro modo los efectos de las acciones del usuario sobre la anatomía simulada.
- \bullet
- Genera una realimentación háptica apropiada (es decir, un tacto) durante los pasos de interacción con la piel.
- \bullet
- Está configurado para proporcionar una posición ergonómicamente correcta de las manos durante los procedimientos simulados de acceso vascular.
- \bullet
- Es lo bastante pequeño para poder colocarlo delante de una pantalla de ordenador de forma que el dispositivo háptico y la pantalla estén en línea con el campo de visión de un usuario que mire hacia delante.
- \bullet
- Por lo menos, sugiere sutilmente la anatomía humana y no presenta diferencias sustanciales con ella, con el fin de soportar la capacidad de un usuario para suspender su incredulidad durante un procedimiento de acceso vascular simulado.
El sistema 104 de tratamiento de datos, que
incluye el procesador 106, la pantalla 108, el teclado 110, el
ratón 112 y los altavoces 114 soporta, entre otras funciones, los
aspectos visuales de la simulación. El procesador 106 es un
procesador para fines generales capaz de recibir y tratar señales
procedentes del dispositivo háptico 102, ejecutar software para la
parte visual de la simulación del acceso vascular, incluyendo un
simulador de anatomía, ejecutar software de calibración para
calibrar los diversos elementos perceptores utilizados en el
dispositivo háptico 102, y enviar señales de control al dispositivo
háptico 102 para soportar la realimentación de fuerzas en circuito
cerrado, entre otras posibilidades. El procesador 106 comprende una
memoria en la que se almacena el software anteriormente descrito.
En la realización ilustrativa, el procesador 106 es un ordenador
personal.
La pantalla 108 presenta una reproducción
generada por el procesador 106, en conjunto con el software
anteriormente mencionado. La reproducción que, en algunas
realizaciones, es tridimensional, muestra una región del cuerpo
(por ejemplo, brazo, tórax, cuello, etc., aislada) en la que se está
realizando un procedimiento simulado de acceso vascular. La
reproducción muestra, ventajosamente, aspectos visuales tales como,
sin limitación, las estructuras anatómicas que se hallan bajo la
piel, la deformación local de la piel en respuesta al contacto
simulado, y el seguimiento de un instrumento "virtual" (por
ejemplo, una aguja, etc.) a través de las estructuras anatómicas
que se hallan bajo la piel.
Se describe ahora con mayor detalle el
dispositivo háptico 102, Con fines pedagógicos, el dispositivo
háptico 102 se representa en la fig. 2 con inclusión de varios
elementos o módulos funcionales. Estos incluyen:
- \bullet
- Módulo aguja/catéter o efector final 218;
- \bullet
- Pseudo-piel 220;
- \bullet
- Módulo de palpación 222;
- \bullet
- Módulo 224 de estiramiento de la piel;
- \bullet
- Módulo 226 de pinchazo con la aguja; e
- \bullet
- Interconexión 228 de electrónica/comunicaciones.
Los elementos funcionales del dispositivo
háptico 102 antes enumerados, que se refieren a características
anatómicas humanas o destinados de otro modo a generar fuerzas
resistivas que serían percibidas al penetrar tales características
anatómicas (elementos 222-228), están contenidos,
ventajosamente, dentro del alojamiento 216 o están situados de otro
modo "debajo" de la pseudo-piel 220. En un
procedimiento real de acceso vascular, la aguja o catéter se
mantiene, naturalmente, fuera del cuerpo hasta ser insertada durante
el procedimiento. Igualmente, de acuerdo con la realización
ilustrativa, el efector final - módulo 218 de aguja/catéter - se
mantiene fuera del alojamiento 216 y por encima de la
pseudo-piel 220 hasta que se inserte parte de él
durante un procedimiento simulado de acceso vascular. En algunas
realizaciones, el alojamiento 216 está sutilmente configurado como
parte de un brazo humano, si bien no con el detalle suficiente a fin
de evitar la creación de una falta de correspondencia entre lo que
se ve y lo que se siente.
La pseudo-piel 220 es una
membrana que se utiliza en conjunto con la simulación de técnicas de
interacción con la piel, tales como palpación, oclusión y técnicas
de estiramiento de la piel. La pseudo-piel 220 es,
ventajosa pero no necesariamente, piel de imitación (es decir, con
aspecto parecido al de la piel). Para ello, la
pseudo-piel 220 debe tener uno de varios tonos
naturales de la carne. En algunas realizaciones, la
pseudo-piel 220 es, al menos, algo elástica para
permitir que un usuario lleve a cabo técnicas de interacción con la
piel. En algunas realizaciones, la pseudo-piel 220
comprende un elastómero termoplástico tal como Cawiton®, que está
disponible de Wittenburg, B.V., Hoevelaken, Holanda. El uso de piel
de imitación, al contrario que la falsa piel, es deseable porque le
ayuda al usuario a "suspender la incredulidad", lo que
contribuye a hacer que el simulador 100 resulte más útil como
herramienta de entrenamiento.
Como se representa en la fig. 3, a la
pseudo-piel 220 se accede, para poner en práctica
técnicas de interacción con la piel, a través de aberturas 330 y
332 del alojamiento 216. La abertura 330 define una región 331 de
palpación/oclusión (es decir, el sitio en el que se ponen en
práctica las técnicas de palpación y oclusión) y la abertura 332
define una región 333 de estiramiento de la piel (es decir, el sitio
en el que se pone en práctica la técnica de estiramiento de la
piel) e incluye un punto de inserción 334 para el efector final
(por ejemplo, el módulo 218 de aguja/catéter).
La pseudo-piel 220 está
dispuesta junto a la superficie interior del alojamiento 216, de
modo que parece ser casi coextensiva (es decir, coplanaria) con el
alojamiento 216 en las aberturas 330 y 332. Esto tiene como misión
sugerir sutilmente que la superficie del alojamiento 216 es
"piel" en regiones que no sean aquéllas donde se accede a la
pseudo-piel 220 para poner en práctica técnicas de
interacción con la piel. En consistencia con la anatomía humana,
los restantes elementos funcionales del dispositivo háptico 102
(elementos 222-228), con excepción del módulo 218
de aguja/catéter, están "ocultos" bajo la
pseudo-piel 220.
Para proporcionar una simulación más realista de
los procedimientos de acceso vascular y ofrecer un tacto realista y
una realimentación háptica a un usuario durante las técnicas de
interacción con la piel, el dispositivo háptico 102 incluye un
módulo 222 de palpación y un módulo 224 de estiramiento de la
piel.
El módulo de palpación 222 está configurado de
forma que, cuando un usuario presiona sobre la
pseudo-piel 220 en la región 331 de
palpación/oclusión, el usuario puede sentir una vena (es decir, una
pseudo-vena). En algunas realizaciones, el módulo
de palpación 222 es capaz de simular la sensación de una vena y
reproducirla, con un grado controlable de rigidez (por ejemplo,
desde carente de rigidez a muy rígida) para indicar un grado de
hinchamiento, profundidad de la vena, etc. En otras realizaciones,
el módulo de palpación 222 es capaz de proporcionar una indicación
de que se ha llevado a cabo, de hecho, una técnica de palpación. En
otras realizaciones, el módulo de palpación 222 proporciona una
medida cuantitativa de la técnica de palpación de un usuario. En
algunas realizaciones adicionales, el módulo de palpación 222 le
permite al usuario ejecutar una técnica de oclusión y, también, es
capaz de vigilar si se ha llevado a la práctica la técnica de
oclusión y, opcionalmente, medir el resultado de la técnica.
El módulo 224 de estiramiento de la piel es
capaz de vigilar el estiramiento de la piel cuando un usuario
estira la pseudo-piel 220 en la región 332 de
estiramiento de la piel. En algunas realizaciones, el módulo 224 es
capaz de medir (es decir, cuantificar) la magnitud de estiramiento
de la piel.
El efector final (por ejemplo, el módulo 218 de
aguja/catéter, etc.) se inserta en el dispositivo háptico 102 en el
punto de inserción 334 en la abertura 332. En algunas realizaciones,
el simulador 100 es capaz de percibir la orientación del efector
final, tal como para determinar la dirección del bisel de una aguja
o catéter. Este es un aspecto importante de la técnica de inserción
real, ya que la apropiada orientación del bisel de la aguja reduce
la incomodidad del paciente durante la inserción de la
aguja/catéter. En algunas realizaciones, el módulo 218 de
aguja/catéter está configurado para que resulte muy parecido a una
aguja y un catéter reales.
Una vez introducida en el dispositivo háptico
102, la punta del módulo 218 de aguja/catéter se aplica al receptor
226 que, para la realización ilustrativa de un simulador de acceso
vascular, se denomina "módulo de pinchazo con aguja". El
módulo 226 de pinchazo con aguja soporta la "inserción"
continuada del módulo aguja/catéter 218. En particular, en algunas
realizaciones, el módulo 226 de pinchazo con aguja está configurado
para proporcionar un grado de libertad lineal y dos grados de
libertad a rotación (es decir, cabeceo y guiñada). El grado de
libertad lineal proporciona una profundidad de inserción variable,
permitiéndole al usuario hacer avanzar el módulo 218 de
aguja/catéter en el "brazo del paciente" (es decir, el
dispositivo háptico 102). Los grados de libertad a rotación le
permiten al usuario mover un módulo 218 de aguja/catéter (aplicado)
hacia arriba o hacia abajo y hacia la izquierda o hacia la derecha.
En algunas realizaciones, el módulo 226 de pinchazo con aguja mide
la profundidad de inserción y los ángulos de cabeceo (arriba/abajo)
y guiñada (izquierda/derecha).
En algunas realizaciones, el módulo 226 de
pinchazo con aguja proporciona "realimentación de fuerza" al
usuario, por lo que éste percibe una resistencia variable durante
el avance continuado (inserción) del módulo 218 de pinchazo con
aguja. La resistencia está destinada a simular la penetración en la
piel, en una vena y en estructuras más duras, tales como
ligamentos, huesos y similares. La resistencia varía ventajosamente
con la profundidad de inserción y el cabeceo y la guiñada del
módulo 218 de aguja/catéter, como se describe con mayor detalle en
lo que sigue.
Se comprenderá que las "mediciones" de
ángulo, posición, etc., que se obtienen mediante los elementos
funcionales anteriormente descritos, se consiguen en conjunto con
varios perceptores y con el sistema 104 de tratamiento de datos. En
particular, la mayoría de los elementos funcionales descritos en lo
que antecede incluyen uno o más perceptores. Los perceptores
obtienen lecturas a partir de un elemento funcional asociado, en el
que las lecturas son indicativas de la rotación, desplazamiento,
etc., del elemento funcional. Estas lecturas, por tanto,
proporcionan información relativa a la manipulación del módulo 218
de aguja/catéter, así como al resultado de las técnicas de
palpación, estiramiento de la piel, y oclusión.
Cada perceptor genera, entonces, una señal que
es indicativa de la lectura y transmite la señal a la interconexión
228 de electrónica/comunicaciones. Los perceptores utilizados en
algunas realizaciones incluyen, sin limitación, potenciómetros,
codificadores y dispositivos MEMS. Los expertos en la técnica sabrán
como usar y seleccionar apropiadamente los perceptores en función
de su uso proyectado en conjunto con los elementos funcionales
descritos en lo que antecede.
La interconexión 228 de
electrónica/comunicaciones, recibe las señales transmitidas por los
distintos elementos funcionales del dispositivo háptico 102 y las
transmite al sistema 104 de tratamiento de datos. En algunas
realizaciones, como alternativa a la transmisión de las señales
recibidas, la interconexión 228 de electrónica/comunicaciones
genera nuevas señales basándose en las señales recibidas, y
transmite las nuevas señales al sistema 104 de tratamiento de
datos. Esta última solución requiere un incremento sustancial de la
potencia de tratamiento y la gestión de datos (con relación a la
simple transmisión de las señales recibidas) y se trata,
generalmente, de un enfoque menos preferido. Como se describe en lo
que sigue, la interconexión 228 de electrónica/comunicaciones
también recibe señales procedentes del sistema 104 de tratamiento de
datos y las transmite al módulo 226 de pinchazo con aguja como
parte de un sistema de realimentación de fuerzas en circuito
cerrado. Además, la interconexión 228 de electrónica/comunicaciones
distribuye potencia a los diversos módulos funcionales, según sea
necesario.
El sistema 104 de tratamiento de datos recibe
los datos de las mediciones y, empleando el software de simulación,
calcula las fuerzas que están siendo aplicadas por el usuario
durante los procedimientos de interacción con la piel. Además,
utilizando un modelo anatómico, el sistema 104 de tratamiento de
datos calcula la posición y el ángulo de una aguja virtual dentro
de una anatomía simulada (por ejemplo, un brazo, etc.). El sistema
104 de tratamiento de datos presenta, en la pantalla 108, una
reproducción de la anatomía apropiada (por ejemplo, un brazo, etc.)
y visualiza y sigue el curso de una aguja virtual dentro de esta
anatomía.
Además, basándose en la posición y en la carrera
de la aguja virtual (calculadas basándose en la posición y en la
orientación del módulo 218 de aguja/catéter), el sistema 104 de
tratamiento de datos genera señales de control que son transmitidas
al módulo 226 de pinchazo con aguja. Estas señales de control hacen
variar la fuerza resistiva presentada por el módulo 226 de pinchazo
con aguja al tener en cuenta varias estructuras anatómicas
(virtuales) (por ejemplo, venas, tejidos, tendones, huesos, etc.)
que encuentra el módulo 218 de aguja/catéter, basándose en la
simulación. En consecuencia, la resistencia a la inserción
continuada del conjunto aguja/catéter que experimenta el usuario
del simulador 100, es consistente con la resistencia que percibiría
un médico durante un procedimiento de acceso vascular real.
Habiéndose completado la visión general del
simulador 100 de acceso vascular y el dispositivo háptico 102, se
ofrece ahora la descripción detallada del módulo de palpación 222 y
del módulo 224 de estiramiento de la piel.
El módulo de palpación 222 proporciona,
ventajosamente, la siguiente funcionalidad:
- \bullet
- Permite que un usuario localice una vena
- \bullet
- Proporciona realimentación háptica al usuario
- \bullet
- Proporciona una medición indirecta de la fuerza de palpación
- \bullet
- Le permite a un usuario ocluir una vena
La evaluación de los procedimientos de acceso
vascular y la anatomía llevan al reconocimiento de que, además de
la funcionalidad enumerada, es deseable que el módulo de palpación
222 posea determinadas características, como se describe a
continuación:
- \bullet
- La vena debe sentirse, pero no "verse"
- \bullet
- No debe sentirse una vena cuando no está presente
- \bullet
- Si se presiona fuerte, la vena debe "desaparecer"
- \bullet
- Al palparla, la vena debe tener tacto "esponjoso" o "elástico"
- \bullet
- La vena debe poseer una rigidez controlable
Un propósito de la palpación durante un
procedimiento real de acceso vascular es localizar una vena que no
pueda apreciarse a simple vista (por ejemplo, debido a la edad
avanzada, a la salud general, la profundidad de la vena, etc.). En
consecuencia, una pseudo-vena no debe poder ser
localizada visualmente en la región 331 de palpación/oclusión del
dispositivo háptico 102.
En conjunto con el sistema 104 de tratamiento de
datos y la parte visual de la simulación, en algunas realizaciones,
un usuario "busca" una vena como parte de la técnica de
palpación. (Esto se lleva a cabo utilizando el ratón 112, que mueve
una representación de los dedos del usuario sobre una representación
de parte del cuerpo humano, por ejemplo, el brazo, etc., que
aparece en el monitor 108, designando, por tanto, una zona donde
palpar). No habrá venas en todas las zonas de palpación designadas
del usuario. Si no hay presente una vena, según lo determine el
modelo anatómico que se utiliza en conjunto con el sistema 104 de
tratamiento de datos, el usuario no debe poder localizar mediante
el tacto vena alguna en la región 331 de palpación/oclusión.
Si un médico presiona fuertemente sobre una
vena, perderá el tacto de la misma. En consecuencia, si se ha
localizado una vena, pero el usuario aprieta demasiado fuerte en la
región 331 de palpación/oclusión, ventajosamente debe perderse el
tacto de la pseudo-vena.
Cuando se palpan, las venas tienen un tacto
"esponjoso"; es decir, ceden ante la presión de palpación y no
ofrecen una fuerza resistiva significativa. Es deseable, por tanto,
que un usuario que está palpando una pseudo-vena en
la región 331 de palpación/oclusión del dispositivo háptico 102,
experimente esta sensación de "elasticidad" o
"esponjosidad". La "rigidez" percibida de una vena está
relacionada con su grado de hinchamiento (con sangre). Una vena
hinchada se percibirá como relativamente más rígida, mientras que
una vena menos hinchada se percibirá como relativamente menos
rígida. El hinchamiento y la rigidez percibida variarán de un
paciente a otro, etc. Esta variación se debe a diversos factores,
incluyendo la edad y la salud general del paciente, etc. Por tanto,
el módulo de palpación 222 es capaz, ventajosamente, de controlar la
rigidez percibida de una vena.
El conjunto de palpación 436 representado en las
figs. 4A-4E, que es una realización física
ilustrativa del módulo de palpación 222, posee todas las
funcionalidades y presenta todas las características anteriormente
enumeradas. Pero ha de comprenderse que el conjunto de palpación 436
no es la única realización física posible del módulo de palpación
222; se contemplan otras. Y, para algunas aplicaciones, tales como
aquellas en las que el coste ha de tenerse en cuenta, podría ser
deseable o, por lo demás, necesario, incorporar en la práctica el
módulo de palpación 222 de tal forma que proporcionase solamente
algunas (uno o más) de las funciones y presentase solamente algunas
(una o más) de las características antes enumeradas. Los expertos en
la técnica serán capaces de construir y utilizar tales otras
realizaciones del módulo de palpación 222 a la vista de la presente
exposición.
De acuerdo con algunas realizaciones del módulo
de palpación 222, la presión aplicada por el usuario sobre una
pseudo-vena, es contrarrestada por una fuerza
controlable, pero sustancialmente constante. En el conjunto de
palpación 436, esta fuerza es una fuerza magnética.
El conjunto de palpación 436 está configurado
físicamente de manera que la fuerza magnética sea percibida como
sustancialmente constante en el intervalo de movimiento realizado
durante la palpación. Esto proporcionar la deseada sensación
"esponjosa" o "elástica" cuando se palpa la
pseudo-vena. La pseudo-vena se palpa
como esponjosa o elástica porque, en esencia, no se produce un
cambio perceptible de la fuerza cuando se aprieta la
pseudo-vena. Esto contrasta con algunas otras
realizaciones en las que la fuerza que se opone al movimiento de la
pseudo-vena es proporcionada por un resorte. En
tales realizaciones, cuando se palpa la pseudo-vena,
el resorte se comprime, proporcionando por tanto una resistencia
creciente al movimiento. En consecuencia, un usuario que palpe una
pseudo-vena no la sentiría como esponjosa o o
elástica, tal como es deseable.
Cambiando la magnitud de la fuerza magnética, se
conseguirá que al movimiento de la pseudo-vena se
oponga una fuerza mayor o menor (pero, aún así, sustancialmente
constante). En consecuencia, un usuario que palpe la
pseudo-vena percibirá "rigidez".
La figura 4A ilustra una vista en despiece
ordenado del conjunto de palpación 436. Como se muestra en esa
figura, el conjunto de palpación 436 incluye una placa superior 438,
una placa inferior 444, una pseudo-vena 446,
bobinas 450, imanes permanentes 452 y soportes 454, dispuestos como
se muestra. Una vista desde arriba de la placa inferior 444 se
representa en la figura 4B, en la que se ilustran una
pseudo-vena 446 y un perceptor 448 de objetos
reflectantes. Las bobinas 450, que están dispuestas en la superficie
inferior de la placa inferior 444, se muestran con línea
interrumpida. Asimismo, en la fig. 4B se muestra con línea
interrumpida la conexión eléctrica 449, que pone el conjunto de
palpación 436 en conexión eléctrica con la interconexión 228 de
electrónica/comunicaciones. Una vista desde arriba de la placa
superior 438 se representa en la fig. 4C, en la que se muestran una
ranura 440 de recepción de la vena y un collarín 442.
En algunas realizaciones, la placa inferior 444
es una placa de circuito impreso que sirve para conducir señales
eléctricas a las bobinas 450. En otras realizaciones, la placa
inferior 444 puede hacerse de aluminio o de otros metales, plástico
u otros materiales convenientemente disponibles. En algunas
realizaciones, la placa superior 438 está hecha de aluminio. En las
realizaciones en que el perceptor que mide las manipulaciones del
usuario del conjunto de palpación 436 sea un perceptor 448 de
objetos reflectantes, la placa superior 438 debe esta formada de un
metal reflectante o de otros materiales reflectantes.
Alternativamente, en algunas otras realizaciones, la placa superior
438 está formada de un material no reflectante pero incluye un
material reflectante en un lugar apropiado.
En la realización ilustrativa, la
pseudo-vena 446 es una falsa vena. Comprende un
material sólido, tal como aluminio, plástico duro, etc. En otras
realizaciones, puede utilizarse, adecuadamente, una vena de
imitación. Las bobinas 450 son, simplemente, arrollamientos de
alambre acoplados eléctricamente a una fuente de alimentación de
corriente.
Los imanes permanentes 452 comprenden,
ventajosamente, materiales que presenten una elevada intensidad de
campo magnético para su peso tales como, sin limitarse a ellos,
imanes de tierras raras. Los imanes de tierras raras incluyen, por
ejemplo, imanes de
neodimio-hierro-boro (NdFeB) y de
cobalto-samario (SmCo). Los imanes de tierras raras
están comercialmente disponibles de Magnet Applications, Inc., de
Horsham, Pennsylvania, EE.UU., entre otros. Los soportes 454 están
formados de aluminio, acero inoxidable, plástico, etc. En la figura
no se representan, por motivos de claridad, una diversidad de
espaciadores, topes y otras partes incidentales que, típicamente,
se incluyen y sirven para impedir el contacto entre los diversos
elementos, proporcionar regulación de la altura, cumplir la misión
de sujetadores, etc.
Continuando con la referencia a la fig. 4A,
tornillos 456 pasan a través de la placa superior 438, la placa
inferior 444, las bobinas 450 y se atornillan en los imanes 452. La
placa superior 438 es estacionaria, fijada a los tornillos 456
(mediante tuercas, etc., no representadas), mientras que la placa
inferior 444 no es fija, de modo que puede moverse libremente
subiendo o bajando a lo largo de los tornillos. Los soportes 454
levantan las placas 438 y 444 y la pseudo-vena 446
dentro del alojamiento 216 hasta una altura que resulte apropiada
para realizar la palpación en la región 331 de
palpación/oclusión.
La parte superior de cada imán 452 se extiende
dentro de las bobinas 450. Cuando se activan las bobinas 450 al
aplicarles corriente, se genera un campo magnético. La dirección de
la corriente que circula se establece de forma que la interacción
de los campos magnéticos debidos a las bobinas 450 y el polo
superior de los imanes permanentes 452 se repelan. Para esta
disposición, la gráfica de la intensidad del campo en función de la
posición a lo largo de la dirección axial (de la bobina) es una
parábola invertida. Es decir, cuando la bobina 452 se mueve en
cualquier dirección separándose de los polos "superiores" de
los imanes 452 (es decir, "por encima" de los imanes 452 o
hacia la mitad de los imanes 452), la intensidad de campo cae. En
virtud de esta disposición, el conjunto de palpación 436 es hecho
funcionar en la parte relativamente plana de la curva que
representa la intensidad de campo en función de la posición (es
decir, cerca del máximo). Como consecuencia, un usuario percibe una
fuerza sustancialmente "constante" en oposición a la palpación
de la pseudo-vena 446.
La fuerza de repulsión generada entre las
bobinas 450 y los imanes permanentes 452 empuja a la placa inferior
444 hacia la placa superior 438. A medida que la placa inferior 444
se desplaza hacia la placa superior 438, la
pseudo-ven 446 pasa a través de la ranura 440 de
recepción de la vena, de la placa superior. Empujada hacia arriba
por la fuerza magnética de repulsión, la placa inferior 444 apoya
finalmente (casi) contra la placa superior 438. Ventajosamente, el
contacto entre las placas se impide utilizando delgados topes, etc.
de Teflon® (no representados). En esta posición activada, que se
representa en la fig. 4D, la pseudo-vena 446 se
extiende por encima de la placa superior 438 y está disponible para
palpación.
La pseudo-piel 220 está formada,
ventajosamente, de un material opaco de manera que la
pseudo-vena 446 no puede ser vista bajo ella.
Además, la huella o la forma de la pseudo-vena 446
no debe ser discernible bajo la pseudo-piel 220,
como ocurriría si la pseudo-vena estuviese en
contacto con la pseudo-piel. Para ello, la
pseudo-vena 446 no se extiende por encima del
collarín 442, que soporta la pseudo-piel 220. El
collarín 442 sirve, por tanto, como soporte para evitar el contacto
entre la pseudo-vena y la
pseudo-piel (antes de la palpación). En
consecuencia, la pseudo-vena 446 no puede
discernirse visualmente ni directa ni indirectamente bajo la
pseudo-piel 220.
Cuando el usuario palpa la piel de imitación 220
en la región 331 de palpación/oclusión, siente la
pseudo-vena 446. La pseudo-vena
cede ante la presión suave ejercida hacia abajo por el usuario,
creando la repulsión magnética el deseado tacto
"esponjoso".
Cuando, de acuerdo con la simulación, no debe
estar presente una vena, la pseudo-vena 446 se
retrae a una posición sustancialmente al ras con la superficie
superior de la placa superior 438 (véase la fig. 4E). Esto se
consigue reduciendo la corriente a las bobinas 450 o, simplemente,
desexcitando por completo las bobinas, lo que hace que la placa
inferior 444 caiga separándose la placa superior 438. El mismo
resultado se obtiene cuando un usuario palpa la
pseudo-vena 446 (es decir, la aprieta) con demasiada
fuerza.
En esta posición retraída, la
pseudo-vena 446 no puede ser discernida mediante al
tacto por un usuario que intente un procedimiento de palpación en
la región 331 de palpación/oclusión. En virtud de esta configuración
estructural, la pseudo-vena 446 queda al ras con la
superficie de la placa superior 438 cuando la
pseudo-vena se retrae. Por consiguiente, el usuario
no puede percibir la ranura 440 de recepción de la
pseudo-vena. Esto es deseable, ya que la ranura 440
de recepción de la vena no se parece a ninguna estructura anatómica
del interior del cuerpo.
La rigidez percibida de la
pseudo-vena 446, que está destinada a ser un
indicador del hinchamiento de la vena (con sangre), puede alterarse
ajustando la cantidad de corriente alimentada a las bobinas 450. Por
ejemplo, mediante la aplicación de una cantidad de corriente
adecuadamente pequeña, puede generarse una fuerza de repulsión que,
justamente, supere la de la gravedad. En tal caso, el usuario no
puede percibir la pseudo-vena 446 durante la
palpación. Al aplicar más corriente, se genera una fuerza de
repulsión mayor, gracias a lo cual, un usuario que este palpando la
pseudo-vena 446 será capaz de percibirla. Una fuerza
de repulsión relativamente menor se utiliza para simular el tacto
de una vena que no esté hinchada con sangre. Para simular una vena
hinchada con sangre, rígida, se utiliza una fuerza de repulsión
relativamente mayor. De esta forma, a un usuario se le presentan en
forma controlable distintos valores de rigidez de la vena.
Una medida cuantitativa de la técnica de
palpación de un usuario se obtiene conjuntamente con el empleo de
un perceptor. En la realización ilustrativa, se utiliza un perceptor
448 de objetos reflectantes. Como es bien sabido, un perceptor de
objetos reflectantes consiste, típicamente, en un diodo emisor de
infrarrojos y un fototransistor. El fototransistor solamente
responde a la radiación procedente del diodo cuando un objeto
reflectante pasa por su campo de visión. Un perceptor de objetos
reflectantes adecuado es un dispositivo en miniatura para montaje
en superficie, núm. QRE1113.GR, disponible de Fairchild
Semiconductor, de South Portland, Maine, EE.EE.
Como el perceptor 448 de objetos reflectantes
está dispuesto en la superficie superior de la placa inferior 444,
el diodo del perceptor 448 responde a la radiación reflejada desde
la superficie inferior de la placa superior 438. La radiación
reflejada es utilizada para determinar la distancia existente entre
la placa inferior 444 y la placa superior 438. Esta distancia
sirve, en algunas realizaciones, para estimar la magnitud de la
fuerza aplicada por el usuario durante un procedimiento de
palpación.
El conjunto de palpación 436 también le permite
a un usuario realizar una técnica de oclusión, como se ha descrito
previamente. En la realización ilustrativa, se vigila la oclusión
utilizando una pseudo-vena 446. Más
particularmente, cuando un usuario aplica presión a la
pseudo-vena 446, la desplaza hacia abajo junto con
la placa inferior 444. Este movimiento es detectado por el perceptor
448 de objetos reflectantes. El movimiento descendente es utilizado
como indicador de que se ha llevado a cabo una técnica de oclusión.
En algunas realizaciones, para vigilar la oclusión, se regula la
fuerza de repulsión generada por las bobinas 450 para que sea
justamente suficiente para vencer la gravedad. En tal caso, el
usuario no puede percibir la pseudo-vena 446.
El módulo 224 de estiramiento de la piel
proporciona, ventajosamente, la siguiente funcionalidad y las
características de:
- \bullet
- Hace posible que un usuario estire la piel
- \bullet
- Le proporciona al usuario una realimentación háptica
- \bullet
- Le proporciona al usuario un tacto realista
- \bullet
- Mide la cantidad de estiramiento de la piel
El conjunto 558 de estiramiento de la piel
representado en la fig. 5A, que es una realización física
ilustrativa del módulo 224 de estiramiento de la piel, posee toda
la funcionalidad y presenta todas las características anteriormente
enumeradas. Otras realizaciones del módulo 224 de estiramiento de la
piel incluyen solamente algunas (una o más) de entre la
funcionalidad y las características antes enumeradas. A la vista de
la presente exposición, los expertos en la técnica serán capaces de
construir y utilizar tales otras realizaciones del módulo de
palpación 222.
Haciendo referencia a la fig. 5A, el conjunto
558 de estiramiento de la piel incluye una plataforma 560 y un
potenciómetro lineal 564. El potenciómetro lineal, que está
dispuesto en la abertura 562 de la plataforma 560, incluye un
cursor 566 de potenciómetro. El conjunto 558 de estiramiento de la
piel está en conexión eléctrica con la interconexión 228 de
electrónica/comunicaciones a través de la conexión eléctrica 568. El
potenciómetro lineal 564 está comercialmente disponible de Bourns
Co., de Riverside, California, EE.UU. y otros.
Como se representa en la fig. 5B, el conjunto
558 de estiramiento de la piel está dispuesto bajo la
pseudo-piel 220 en la región 333 de estiramiento de
la piel. La placa 570, que está dispuesta entre la
pseudo-piel 220 y el cursor 556, está acoplada al
cursor. La placa está dimensionada de forma que se extienda hasta
los bordes de la región 333 de estiramiento de la piel. La fig. 5C
representa el pulgar 572 de un usuario aplicando una presión 574
hacia abajo a la pseudo-piel 220 en la región de
estiramiento de la piel. Esta presión dirigida hacia abajo fuerza a
la pseudo-piel 220 a entrar en contacto con la placa
570 (no representada en la fig. 5C). Una vez en contacto con la
placa 570, cualquier movimiento de la pseudo-piel
220 en la dirección axial del potenciómetro 564, hará que la placa
570 se desplace y que el cursor 566 del potenciómetro, se mueva con
ella. La fig. 5D representa el pulgar 572 de un usuario aplicando
una fuerza de tracción 576 que estira la
pseudo-piel 220. A medida que se estira la
pseudo-piel, la placa 570 (no representada en la
fig. 5D) y el cursor 566 del potenciómetro, se mueven, vigilando el
estiramiento. El potenciómetro lineal 564 genera una señal que es
indicativa de la medida en que se estira la piel y la transmite a la
interconexión 228 de electrónica/comunicaciones por la conexión
eléctrica 568.
Ha de comprenderse que las realizaciones
descritas en lo que antecede son meramente ilustrativas del presente
invento y que los expertos en la técnica pueden ingeniar muchas
variantes de las realizaciones anteriormente descritas sin salirse
del alcance del invento. Por ejemplo, en esta memoria descriptiva se
ofrecen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar
una profunda descripción y una comprensión total de las
realizaciones ilustrativas del presente invento. Sin embargo, los
expertos en la técnica reconocerán que el invento puede llevarse a
la práctica sin uno o más de esos detalles, o merced a otros
métodos, con otros materiales, componentes, etc.
Además, en algunos casos, no se muestran ni
describen con detalle estructuras, materiales u operaciones bien
conocidos, a fin de evitar oscurecer aspectos de las realizaciones
ilustrativas. Se entiende que las diversas realizaciones
representadas en las figuras, son ilustrativas y que no están,
necesariamente, dibujadas a escala.
Claims (20)
1. Un aparato que comprende:
una pseudo-piel (220); y
un módulo de palpación (436) para simular una
técnica de oclusión o de palpación vascular, en el que dicho módulo
de palpación está dispuesto bajo dicha pseudo-piel,
y en el que dicho módulo de palpación la permite a un usuario
manipular físicamente una pseudo-vena (446).
\vskip1.000000\baselineskip
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho módulo de palpación mide un cambio de posición de dicha
pseudo-vena (446).
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho módulo de palpación puede ser hecho funcionar para hacer
variar una rigidez simulada de dicha pseudo-vena
(446).
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho módulo de palpación (436) comprende dicha
pseudo-vena (446).
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicha pseudo-vena (446) cede ante una presión de
palpación aplicada, de tal forma que se mueve hacia abajo.
6. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicha pseudo-vena (446) comprende un miembro
rígido.
7. El aparato de la reivindicación 6, en el que
dicho módulo de palpación (436) puede ser hecho funcionar con el
fin de hacer variar la rigidez simulada de dicha
pseudo-vena (446).
8. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicha pseudo-vena (446) puede sentirse, pero no es
visualmente discernible, bajo dicha pseudo-piel
(220).
9. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicho módulo de palpación (436) oscurece de forma controlable dicha
pseudo-vena (446) bajo dicha
pseudo-piel (220) de tal modo que dicha
pseudo-vena pueda ser percibida o no, según se
desee.
10. El aparato de la reivindicación 4, en el
que, cuando dicho usuario aplica una fuerza de magnitud suficiente
a dicha pseudo-vena (446), no puede sentirla.
11. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho módulo de palpación (436) genera una fuerza que se opone al
movimiento hacia abajo de la citada pseudo-venta
(446).
12. El aparato de la reivindicación 11, en el
que la magnitud de dicha fuerza es sustancialmente constante
durante la aplicación de la misma.
13. El aparato de la reivindicación 12, en el
que dicha magnitud de la citada fuerza puede ser hecha variar, pero
es constante durante dicha aplicación.
14. El aparato de la reivindicación 11, en el
que dicha fuerza es una fuerza magnética.
15. El aparato de la reivindicación 14, en el
que con una magnitud mínima, dicha fuerza magnética es ligeramente
mayor que la fuerza de la gravedad.
16. El aparato de la reivindicación 14, en el
que dicha fuerza magnética es generada por la interacción de un
campo magnético generado por una bobina excitada (450) con un campo
magnético generado por un imán permanente (452).
17. El aparato de la reivindicación 3, en el que
dicho módulo de palpación (436) genera una fuerza magnética que se
opone al movimiento hacia abajo de dicha pseudo-vena
(446), y en el que dicha rigidez simulada de la citada
pseudo-vena, es hecha variar cambiando la magnitud
de la mencionada fuerza magnética.
18. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicha pseudo-vena (446) cede ante una presión de
oclusión aplicada, de tal modo que se mueve hacia abajo,
utilizándose dicho movimiento hacia abajo como indicador de que se
ha llevado a cabo una técnica de oclusión.
19. El aparato de la reivindicación 1, que
comprende, además, un módulo (558) de estiramiento de la piel, en
el que dicho módulo de estiramiento de la piel está dispuesto bajo
dicha pseudo-piel (220) y en el que dicho módulo de
estiramiento de la piel mide la magnitud en que dicho usuario estira
dicha pseudo-piel.
20. El aparato de la reivindicación 2, que
comprende, además, un sistema (104) de tratamiento de datos, en el
que dicho módulo de palpación (436) genera una señal que es
indicativa de dicho cambio de posición de la citada
pseudo-vena (446), y en el que dicho sistema de
tratamiento de datos recibe la citada señal.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/807,017 US7625211B2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | Vascular-access simulation system with skin-interaction features |
| US807017 | 2004-03-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2341463T3 true ES2341463T3 (es) | 2010-06-21 |
Family
ID=34963523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05726068T Active ES2341463T3 (es) | 2004-03-23 | 2005-03-22 | Sistema de simulacion de acceso vascular con caracteristicas de interaccion con la piel. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7625211B2 (es) |
| EP (1) | EP1733369B1 (es) |
| AT (1) | ATE467887T1 (es) |
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|---|---|---|---|---|
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| US3722108A (en) * | 1972-04-12 | 1973-03-27 | Weatherby Nasco Inc | Injection training aid |
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| US4380439A (en) * | 1981-09-08 | 1983-04-19 | Arthur Kreitenberg | Neck venous and arterial examination teaching instrument |
| US4850960A (en) * | 1987-07-08 | 1989-07-25 | Joseph Grayzel | Diagonally tapered, bevelled tip introducing catheter and sheath and method for insertion |
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| US5472345A (en) * | 1993-04-14 | 1995-12-05 | Gaumard Scientific Company, Inc. | Gynecological simulator |
| US5821920A (en) * | 1994-07-14 | 1998-10-13 | Immersion Human Interface Corporation | Control input device for interfacing an elongated flexible object with a computer system |
| US6527558B1 (en) * | 1996-05-08 | 2003-03-04 | Gaumard Scientific, Inc. | Interactive education system for teaching patient care |
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| US6443735B1 (en) * | 1996-05-08 | 2002-09-03 | Gaumard Scientific, Inc. | Computerized education system for teaching patient care |
| US6629963B2 (en) * | 1996-06-20 | 2003-10-07 | Becton, Dickinson And Company | Syringe and needle shield assembly and method of sterilizing such assembly |
| US6038488A (en) * | 1997-02-27 | 2000-03-14 | Bertec Corporation | Catheter simulation device |
| GB2349731B (en) | 1998-01-28 | 2003-06-04 | Ht Medical Systems Inc | Interface device and method for interfacing instruments to vascular access simulation systems |
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| US6088020A (en) * | 1998-08-12 | 2000-07-11 | Mitsubishi Electric Information Technology Center America, Inc. (Ita) | Haptic device |
| US6538634B1 (en) * | 1998-12-18 | 2003-03-25 | Kent Ridge Digital Labs | Apparatus for the simulation of image-guided surgery |
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| CA2423513C (en) * | 2000-08-04 | 2007-05-22 | West Virginia University | Computer based instrumentation and sensing for physical examination training |
| DE10055294C2 (de) * | 2000-11-03 | 2002-10-31 | Storz Karl Gmbh & Co Kg | Simulatorvorrichtung mit zumindest zwei Bewegungsfreiheitsgraden für die Verwendung bei einem realen Instrument |
| US7202851B2 (en) * | 2001-05-04 | 2007-04-10 | Immersion Medical Inc. | Haptic interface for palpation simulation |
| US6485308B1 (en) * | 2001-07-09 | 2002-11-26 | Mark K. Goldstein | Training aid for needle biopsy |
| US6773263B2 (en) * | 2001-10-09 | 2004-08-10 | Robert J. Nicholls | Medical simulator |
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| US7182602B2 (en) * | 2002-09-10 | 2007-02-27 | The University Of Vermont And State Agricultural College | Whole-body mathematical model for simulating intracranial pressure dynamics |
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