ES2346025B2 - Sistema para la simulacion de practicas quirurgicas. - Google Patents
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Abstract
Sistema que comprende un equipo informático (1) con una base de datos (11) de una parte anatómica y unos medios de visualización (2) de recreación visual de un modelo virtual, estando asociado un simulador (4) de la parte anatómica, palpable, posicionable y orientable en el entorno virtual generado por el equipo informático (1), mediante unos medios que proporcionan al usuario una información táctil específica de las diferentes zonas de la parte anatómica reproducida, con el fin de permitir un número indefinido de prácticas de localización táctil en dicho simulador -sin deteriorar el modelo anatómico- (4) de posibles portales de entrada para la zona subsidiaria a ser intervenida quirúrgicamente, mediante técnicas de cirugía de mínimo abordaje. El sistema comprende un simulador (5) de la herramienta posicionable sobre el simulador (4) de la parte anatómica para la interactuación de ambos en el entorno virtual mediante unos medios (3) de seguimiento y posicionamiento del simulador (4) y del simulador (5).
Description
Sistema para la simulación de prácticas quirúrgicas.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un sistema para la simulación de prácticas quirúrgicas destinado principalmente al entrenamiento en la localización o situación para la realización de los portales de entrada en cirugía de mínima invasión, tal como operaciones de artroscopia, laparoscopiay similares. No obstante, puede utilizarse en cualquier otro sector en el que el problema presentado sea similar.
Antecedentes de la invención
Con el fin de conjugar adecuadamente las vías de aprendizaje tradicional con la aplicación de nuevas tecnologías para la docencia de cirugía de mínima invasión, se preconiza el empleo de sistemas de simulación, mas específicamente, de sistemas de simulación basados en técnicas de realidad virtual, como una herramienta didáctica fundamental en el proceso de formación de los cirujanos de técnicas quirúrgicas mínimamente invasivas o de mínimo abordaje.
Los simuladoresexistentesenel mercadoya conocidos, constituyen una opciónmuy interesantecomo herramienta formativaquesehaextendidoen numerosos sectores.La medicinaes unadelas áreas dondesu potencialde utilización es muy grandeal permitir mejorar, acelerarysistematizarel complejo procesode aprendizajeycontribuir por tantoa la mejora global del sistema sanitarioyal incrementode su eficiencia.El interés suscitado porla problemática que se tratade resolver, queda demostradoporel gran númerode gruposdeinvestigaciónquese encuentran trabajandosobre simuladores relacionados con la docencia en medicina.
Acontinuaciónse dará una visión generaldelos simuladoresdeprocedimientos mínimamenteinvasivosmás conocidos. Como podrá observarse, la mayoría de ellos suelen estar relacionados con una intervención específica. Un ejemploes UroMentorpara procedimientos urológicosqueproporciona realimentación hápticayentrenala coordinación visuo-motora.
Para operaciones de colonoscopia, por ejemplo, se encuentran: Portable VES, que es un simulador endoscópico con realimentación de fuerza conseguida mediante un novedoso sistema de desarrollo con bolas de goma. El simulador desarrollado porKornery Manner que realizaron un estudio sobre realimentaciónde fuerza basándose encablesy tornos deslizantes;oGI Mentor,unsimuladorcomercialcon realimentaciónháptica.Noar et al.,al igual queKuhnapfel et al., estudiaron la simulación de procedimientos endoscópicos. Basdogan et al. simularon una exploración de las vías biliares. Mentice tiene unagama de simuladores para artroscopia de hombroy rodillay para laparoscopia.El simulador Pre-Op es específico para operaciones de broncoscopia.Para minimizar su coste, combina realimentación de fuerza a través de un dispositivo pasivo con modelos de los tubos bronquiales humanos. Proporciona una guía para habilidades preypost operativas. Al igual que en el procedimiento real, la mucosidad oscurecerá la visióndel cirujano. Este simulador está especialmente diseñado para el entrenamiento en “Endoscopio Retrograde Cholangio pancreatography” (ERCP). Asimismo, se pueden encontrar simuladores específicos de ginecología o de histerescopia. En cuantoa operaciones transuretralesde resecciónde próstata,sepuede encontrarel simuladorTURP“Transurethral resectionofthe prostate Simulator”.Tambiénexisten simuladoresque emulanel sangradoola realizacióndeuna sutura virtual, e incluso que pretenden emular a un paciente virtual.
La compañía Inmersión cuenta también con varios simuladores. Posee un simulador de endoscopia “Endoscopy AccuTouch System” en el que la sensación de fuerza la transmite el propio endoscopio flexible imitando la de un procedimiento real. Otro de los simuladores de Inmersión es un simulador endovascular, en el que la realimentación de fuerza la proporciona un Phantom®.
Existe un gran número de entrenadores virtuales asociados con laparoscopias. Un ejemplo es el simulador de laparoscopia“LAP Mentor”de Simbionixque incorporaun módulode suturaenel paquetede habilidades básicas.Así podemos encontrar otro simulador para laparoscopiaque incorpora modeladodeobjetos rígidosydeformables.Elabdomen simulado contiene en su mayoría tejido blando que se deformará cuando entre en contacto con el instrumental, permitiendoun correcto entrenamientosobreestetipodetejidosyelquesepuedamoverelextremodel instrumental hacia diferentes puntos en elentorno virtual.
El simulador sin realimentación de fuerza (SEP) “SurgicalSim Education Platform” está diseñado para proporcionar un entorno en el que se entrenan habilidades laparoscópicas utilizando instrumental genérico con dispositivos de seguimiento electromagnéticos.
VEST-ONE de la compañía Select-IT es un simulador de laparoscopia con realimentación de fuerza mediante el dispositivoLaparoscopic Impulse Engine dela compañía Immersion. Es el resultado del proyecto KISMET dela Universidad Karlsruhe.
MIST-VR es uno de los simuladores de laparoscopia más consolidados comercialmente. Está diseñado para entrenara los cirujanos en habilidades clave tales como manejo del instrumentaly sutura, pretendiendo mejorarlas habilidades., psicomotoras. Comprendedocetareasindividualesque requierenmovimientosytécnicassimilaresalas que se usarán en la operación real; sin embargo son tareas abstractas, ya que el entorno en el que se desarrollan no se parecealde una laparoscopia real. Dichas tareas incluyen, por ejemplo, manipulación, suturaycoagulación. Aunque tiene un grado bajo de realismo (pues posee realimentación gráfica pero no háptica), está validado como herramienta de entrenamientoy como método paraevaluar habilidades.
En lo referente a simulaciones de artroscopia, existen bastantes referentes bibliográficos sobre el desarrollo de simuladores artroscópicosde rodilla.En 1999, Sherman et al. publican el desarrollo de un simulador para artroscopia de rodilla VEKATS“VirtualEnviroment Knee ArthroscopyTrainingSystem”.Heng et al. desarrollan, partiendo de una imagen del proyecto HumanoVisible, un sistema para artroscopiade rodillasobre unmodelodecaja envezde sobre una estructura de pierna. Moody et al. publican en 2004 trabajos sobre el “Shefield Haptic Knee ArthroscopyTraining System” (WISHKATS) parael entrenamientode triangulaciónydiagnóstico artroscópicode rodilla. Bliss et al. publicanlaexperiencia obtenidaenla formación artroscópica mediante manipulacióndel artroscopioydel palpador, la identificaciónde estructurasanatómicasyla localizaciónde cuerpos libresenla rodillaconel“ProcedicusVirtual ArthroscopyKnee trainer” de la compañía Mentice. McCarthy et al. comparan sobre el simulador de rodilla SKATS los resultadosdecirujanosexpertos frentealosdeinexpertos, observandoque tras10 sesionesde entrenamiento,los resultadosdelos cirujanosinexpertosse aproximanalos obtenidosporlosexpertos.Weishaupt et al. realizaron una artroscopia virtual sobre un modelo obtenidoa partirde imágenesde resonancia magnética. Zhang et al. diseñaron un simuladorpara artroscopiade rodillacon realimentaciónde fuerzautilizandoun diseñopropiodedispositivoháptico. Usan un modelo híbrido de elementos finitos que es capaz de calcular deformaciones no linealesyde tratar cambios topológicos en regiones locales.
La gran mayoría de los desarrollos de simuladores artroscópicos se han hecho para rodilla, mientras que para otras articulaciones son mucho más escasos. Cabe destacar sin embargo la práctica inexistencia de bibliografía referente a simuladores artroscópicosparael hombro.Un simuladormuy interesantede artroscopiaes insight arthrovr®.También existeel simulador ProcedicusVA.
Tal comoseha mencionado,la mayoríade estos simuladores están destinadosa simular una operaciónen concreto ydispone al cirujano aprendiz que está siendo entrenado en la situación concreta, con unos portales predeterminados de antemano.Sinembargo,tan importantecomolapropiaoperacióneselpasopreviodela detecciónydeterminación delosportalesde entradaóptimosporlosquesedeben introducirelendoscopioylosútilesquirúrgicos,noexistiendo simuladores para esta técnica concreta.
El entrenamiento mediante el uso de cadáveres o animales; además del coste asociado, de la escasez de cadáveres, yde las diferencias anatómicas en el caso de usar animales, presenta el inconveniente de que las piezas dejan de ser aptas paraposteriores usos, ya que quedan marcadas en las primeras sesiones de entrenamiento, con lo que en las próximas prácticas ya se pueden observar los puntos de incisión, dificultando la labor didáctica.
Además,los modelosexistentesno permiten,previamenteala realizacióndelos portalesyconelfinde determinar su ubicación óptica, inspeccionar las estructuras internas mediante un endoscopio virtual para verificar la viabilidad delportalde entraday el acceso a las regiones cuya cirugía sevaa realizar.Así, enel problema específicodela detección de portales de entradas, no se conoce la existencia de ningún sistema de adiestramiento completo que esté basado en técnicas de realidad virtual como las que se describen en la presente invención.
Descripción de la invención
El sistema para la simulación de prácticas quirúrgicas, objeto de esta invención presenta unas particularidades técnicas destinadas a permitir el entrenamiento del cirujano aprendiz en una situación lo más real posible, sin que ello comprenda ningún deterioro del materialde simulaciónyporlo tanto permite una repetibilidadilimitadadela misma práctica, pudiendo además el cirujano aprendiz observar no sólo la situación. simulada como una operación real, sino que también posibilita estudiar cualquier otro aspecto de dicha situación mediante diferentes modos de visualización. Además el sistema permite la personalización de la práctica mediante el uso de datos de pacientes provenientes de pruebas diagnósticas tales como “escáner”, “mapeadoen3D”y“TAC” conloqueun profesionalpuede comprobar la situaciónde una operación, decidir dónde situar los portalesde entradaypracticar enla realizaciónde los mismos antes realizar la operación real sobre dicho paciente.
Esta invención presenta una solución al aprendizaje de esta técnica, criticay esencial en los procedimientos de cirugía mínimamente invasiva.
Así, el sistema dispone unos medios que se asocian al equipo informático en el que reside una base dedatos de al menos una parte anatómica humanay unos mediosde visualizaciónde dichos datos en formade recreación visual. Estos medios comprenden un simulador de una parte anatómica del cuerpo, posicionableyorientable en un entorno virtual generado por el equipo informático, estando provisto dicho simulador de unos medios para proporcionar al usuario una información táctil especifica de las diferentes zonas de la parte anatómica reproducida por el simulador, con el fin de permitir un número indefinido de prácticas de localización táctil en dicho simulador de posibles puntos de incisión para la definición de portales de entrada a la zona a intervenir quirúrgicamente en la parte anatómica reproducidapor dichosimulador.Elsistema también comprendeun simuladordela herramienta posicionable sobreel simuladordela parte anatómica parala interactuaciónde ambos conel equipoinformático.A suvez,el sistema también comprende unos mediosdeseguimientoyposicionamientodel simuladordela parte anatómicaydel simulador de la herramienta para la coordinación espacial del conjunto.
Deestaforma,la personaqueestá adquiriendoexperienciaconel sistemadeestainvenciónpuedeprimero practicar la determinación por tacto de la ubicación precisa de los portales, con una respuesta similar a la que obtendría si lo estuviera haciendo sobreunpaciente, conlas sensacionesde partes blandasyde partes duras (correspondientesalos relieves óseos fácilmente identificables por palpación), proporcionando alcirujano una idea de la situación anatómica tridimensionaldelas estructuras. Además,unavez determinados dichosportales,sepuede realizarla simulaciónde la realizacióndel portaly verificarla situación idóneao incorrectadel mismo mediante una inspección directa,todo ello sin necesidad de que se deteriore ninguna parte o pieza alguna del sistema, independientemente del número de portales simulados realizados.
Portanto,elsimuladordelaparteanatómicadelcuerpocomprendeunmodelo anatómicoaescala1:1palpable.Estemodeloanatómicoestárealizadocon diferentescapasdedistintasdurezas,texturasyconsistencias,parasimularlas distintas estructuras anatómicas (piel, huesos, tendonesymúsculos)dela región representada parael entrenamiento.
El modelo anatómico físico comprende marcadores para su detección por los mediosde seguimientoyposicionamiento en el espacio para su control por parte del equipo informático, consiguiéndose así una total correlación entre la manipulación del modelo anatómico físicoyla visualización generada.
En una alternativa de realización, el simulador de la parte anatómica del cuerpo comprende al menos un dispositivo háptico táctil asociado a un modelo anatómico virtual para la recreación táctildel modelo anatómico desde la base de datos alojada en el equipo informático. Este dispositivo háptico táctil presenta una configuración de guante táctil de realidad virtual (o de un dispositivo háptico de tipo lápiz, como por ejemplo Phantom® Omni), con el que la persona entrenada obtiene la misma sensación que si estuviera tocando la parte anatómica del cuerpo real que se le muestra, conlaventajade una mayorflexibilidadde usoalno dependerde modelos físicos.Este dispositivo hápticodevuelve una resistencia a la manipulación del modelo virtual acorde con la constitución que se encuentra almacenada en la base de datos.
El simulador de herramienta comprende en una primera realización, una herramienta de incisión real, tal como una cánula endoscópica con obturador con la punta o extremo de incisión retráctil, de forma que esta herramienta es utilizable tanto sobre el modelo anatómico físico de la parte anatómica como sobre el modelo virtual de la parte anatómica, permitiendoalcirujanoaprendizhacersealaideadelmanejodel instrumental,ynosolodesus propiedades (forma, peso, constitución), sino de las reacciones que se encontrará con el mismo cuando lo emplee en una situación quirúrgica real. Este simulador de herramienta también puede imitar el funcionamiento de un endoscopio.
También se ha previsto, que en una alternativa el simulador de herramienta comprenda al menos un dispositivo háptico táctilasociadoaun modelo funcional virtual parala recreación táctildela herramientayla respuestaquese produce en éstaal interactuar conel simuladordela parte anatómicaatravés del equipo informático. Este dispositivo háptico táctil presenta una configuración de guante táctil de realidad virtual, con el que el usuario puede alcanzar la sensación de que está manejando una herramienta real, e incluso sentir las reacciones que la manipulación de dicha herramienta sobrelaparte anatómica puedenprovocar,sinquenielmodelo anatómiconila herramienta sean reales físicamente. Para ello el simulador de herramienta comprende medios de información háptica para suministrar al cirujano aprendiz una fuerza de oposición correspondiente con la fuerza de penetración de una herramienta real sobre un miembro real. Los medios de información háptica están conectados con el equipo informático para su regulación según el modelo anatómico almacenado en la base de datos que se utiliza, simulando las condiciones de los distintos tejidos que en teoría se están manipulando.
Estopermite que un solo sistema pueda reproducir un abanico de situaciones considerable, al poderse simular distintos modelosdepartes anatómicas confacilidadydelas herramientas disponibles,ya seande uso genéricoode aplicación específica en situaciones concretas, sin que el cirujano aprendiz disponga de estas herramientas o como mucho de un muleto genérico, tal como una bola o esfera de guía.
Tal como se ha mencionado anteriormente el sistema también comprende unos medios de visualización de cómo se está realizando la operación. Dado que el sistema está destinado al entrenamiento en situación realy a la mejora en experiencia del cirujano aprendiz, estos medios de visualización permiten por un lado simular la situación realde operación con las vistasexterioresyla vista interiordela parte anatómica que se está tratando, tal comosi se realizara una inspección endoscópica después de haber penetrado a través del portal de entrada. También se ha previsto que dichos medios de visualización permitan una visualización de análisis externo, tal como si se utilizara una cámara virtualexterna,enlaquelos tejidosyestructuras anatómicasse pueden hacer transparentesavoluntad, lo que permite al docente indicar la situación de la herramienta y su camino al cirujano aprendiz con una mayor flexibilidad.
Asílos mediosde visualización comprendenal menosun cascoHMD(Head MountedDisplayopantalla montada en cabeza) de realidad virtual.También estos medios de visualización comprenden al menos un monitor de vídeo convencionalyenotraopciónlos mediosde visualización comprendenal menosun monitordeendoscopia conectado al equipo informático parala recreaciónde un aparatode endoscopia real.
El equipo informático está asociado a unos medios de adquisición directa o indirecta de datos de al menos una parte anatómica de un paciente para la simulación a posteriori de dicha parte anatómica. Esto permite ampliar la base dedatosdel sistemaconlas enfermedadesysituacionesenlasquesepuede encontrarel cirujano.Ademáspermiteque un cirujano pueda introducir en el sistema los archivos generados por una prueba diagnóstica, tal como un “escáner”
o un “TAC” entre otros. De esta forma un cirujano puede entrenar una operación de un paciente antes de llevarla a cabo, con los datos reales de dicho paciente, con lo que puede determinar con más tranquilidad los portales de entrada yverificar si su situación es óptima, antes de la operación.
El simulador diseñadoydesarrollado presenta una soluciónal problemadel aprendizajedela técnicadelos portales de entradaen operaciones artroscópicas, permitiendoqueel cirujanoen formación adquiera conocimientoyse habitúe ala anatomíade superficie,y se entrene enla correcta ubicaciónyorientaciónde los portales.
Este simulador podría aplicarse como complemento en la formación de cirujanos, cubriendo el entrenamiento en la técnicadela realizaciónde portalesde entrada en operacionesde mínimainvasión, que,de otro modo, es difícilde entrenar.
Descripción de las figuras
Para complementar la descripción que se está realizandoycon objeto defacilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativoy no limitativo,seha representadolo siguiente:
- -
- La figura1muestra un esquemade bloques del sistema.
- -
- La figura2, muestraun ejemplo prácticode una situaciónde usodel sistema conel simuladordela parte anatómica constituidoporunmodelo anatómico físicoyel simuladordela herramienta comprendiendouna cánula artroscópica con obturadory un endoscopio.
- -
- La figura 3 muestra una sección axial de un simulador de parte anatómica humana realizado con un modelo anatómico físico
- -
- La figura4muestra una vista de perfil de un simulador de herramienta con la punta retráctily en su interior el dispositivo de seguimiento que permite saber dónde se encuentra la herramienta en cada momento.
- -
- La figura5muestra una vista en perspectiva del dispositivo hápticode tipo guante
- -
- La figura6muestra una vista en perspectiva del dispositivo hápticode tipo lápiz.
Realización preferente dela invención
Como se puede observar en las figuras referenciadas el sistema comprende un equipo informático (1) para la generación de la simulación de una operación de determinación de portales de entrada, comprendiendo este equipo informático(1)unabasededatos(11)de modelos virtualesdepartes anatómicassobrelasquesepuedetrabajar,yunos medios de visualización (2) de las imágenes generadas de los modelos virtuales de las partes anatómicas a simular
- o de aspectos relacionados. Se encuentran asociados al equipo informático (1) unos medios (3) de seguimiento y posicionamientoenelespacioparaelmanejo coordinadodeun simulador(4)deunaparte anatómicahumanaquees palpable, posicionableyorientable en dichoentorno virtualy un simulador(5)de herramientade cirugía, tal como unacánula artroscópicacon obturadoroun endoscopio(51), también posicionableyorientableenel entorno virtual, Los medios (3) de seguimientoyorientación en el espacio utilizados en este caso comprenden un dispositivo “Flock of Birds”dela compañía “AscensiónTechnologies” mediante posicionamiento magnéticode marcadores.
El simulador (4) de la parte anatómica en este caso es un modelo anatómico físico (41) de un hombro para la realización de una artroscopia como ejemplo de cirugía mínimamente invasiva. El modelo anatómico físico (41) es una realización a escala de la parte del cuerpo a operar, en este caso del hombro. Dicho modelo anatómico físico (41) está formado por capas (42, 43) de material de distinta dureza de modo que mediante palpación se pueden diferenciar las estructuras internas para obtener las referencias palpadas de la anatomía de superficie. En este caso las zonas (42) correspondientesalos huesos tienen mayor dureza, conelfinde permitirla palpaciónyla deteccióndelas estructuras óseas,yestando estas realizadas en poliuretano.A suvez, las partes blandas restantes están configuradas por capas
- (43)
- realizadas con silicona blandaque recubreydatextura realistaa dicho modelo anatómico físico (41).Endicho modelo anatómico físico(41)se encuentra incorporadoun marcador(31)paraquelos medios(3)deseguimientoyposicionamiento capten la disposición espacial de dicho modelo anatómico físico (41). Entre los medios de seguimiento con posibilidad de ser utilizados se pueden mencionar medios de seguimiento ópticos, magnéticos, mecánicos, etc.
En una alternativa de realización el simulador (4) de la parte anatómica está realizado virtualmente mediante un dispositivo háptico(6a)o (6b),tal comoel guantedela figura5,que proporciona realimentación táctilyde fuerzaa partir del modelo virtual existente en la base de datos (11) del equipo informático (1).
En la base de datos (11) del equipo informático (1) se encuentra el modelo virtual que incluye toda la anatomía dela zonaa operar, tantoanivel visual comonivelde dureza,texturayconsistencia,ya seade una anatomía estándar para aprendizaje o de una anatomía especifica de un paciente, incorporándose los datos de los archivos generados en exploraciones diagnósticas por unos medios convencionales, tal como dispositivos de almacenamiento masivo portátil
o conexión de red de comunicaciones.
Asu vez, el simulador (5) de herramienta comprende un dispositivo que imita una cánula endoscópica con obturador (51) de incisión al que se le ha incorporado un marcador de los medios (3) de seguimientoyposición para su interacción con el modelo virtual generado por el equipo informático (1). Este simulador (5) de herramienta presenta la punta de incisión retráctil para no producir corte o perforación en caso de contacto con el modelo anatómico físico
(41)yasíevitarsu deterioroo marcado.Enel simulador(5)de herramientase encuentran unos mediosde información háptica de retroalimentación de fuerzayreacciones al usuario en su mano, emulando la situación real de incisióny penetración sobre una parte anatómica real.
Análogamente en la base de datos (11) del equipo informático (1) se encuentra un modelo virtual tridimensional de dicha herramienta del simulador (5).
En una alternativa de realización dicho simulador (5) de herramienta también puede estar constituido virtualmente por un dispositivo háptico (6b) análogoo igualal dispositivo háptico (6a) del simulador(4)dela parte anatómicapara poder recrear táctilmentela cánula endoscópica con obturadoroel endoscopio (51).
Con el fin de determinar la corrección del portal de entrada realizado, se puede simular virtualmente la parte del modelo virtualqueseobservaríasi introdujésemosun artroscopiooun endoscopio.Paraelloel simulador(5)de herramienta también comprende el dispositivo de endoscopio (51) o artroscopio, con los marcadores (31) de seguimiento yde posicionamiento,yasociadoa unos mediosde visualización(2)enelquesepuede observaruna recreaciónde la parte anatómica por su interior como en un caso real, a través del portal que se acaba de realizar. De este modo el cirujano aprendiz puede observar la vista artroscópica que obtendría alhaber realizado un portal en dicha ubicación con esa orientación,y corregirseenel casodeque observequenopuede accederalas estructuras anatómicas correctamente.
Enla figura6 se representa un dispositivo hápticode tipo lápiz, que poseeel dispositivo (52) que es cogido porla mano del usuario (53) durante las operaciones de aprendizaje, sujetándose dicho dispositivo (52) mediante los brazos
(54)y(55)ala esfera giratoria(56) lográndosedelmovimientodel endoscopio(52)en cualquier sentido con respecto alabasefija(57).Este dispositivoylos brazos poseen fuerzas resistentes adecuadasala operacióna simularquese realiza.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constaralos efectos oportunosquelos materiales, forma, tamañoydisposicióndelos elementos descritospodrán ser modificados, siempreycuando ello no suponga una alteraciónde las características esencialesdelainvenciónque se reivindican a continuación.
Claims (18)
- REIVINDICACIONES1. Sistema para la simulación de prácticas quirúrgicas; del tipo de los que comprenden un equipo informático (1) con una basede datos (11)deal menos una parte anatómica humanaode un servivo,y unos mediosde visualización(2) de dichos datos en forma de recreación visual de un modelo virtual caracterizado porque comprende:
- -
- un simulador (4) de una parte anatómica del cuerpo, posicionableyorientable en un entorno virtual generado por el equipo informático (1), estando provisto dicho simulador (4) de unos medios para proporcionar al usuario una información táctil específica de las diferentes zonas de la parte anatómica reproducida por el simulador (4), con el fin de permitir un número indefinido de prácticas de localización táctil en dicho simulador (4) de posibles puntos de incisión para la definición de portales de entrada a la zona a intervenir quirúrgicamente en la parte anatómica reproducida por dicho simulador (4);
- -
- un simulador (5) de la herramienta posicionable sobre el simulador (4) de la parte anatómica para la interactuación de ambos conel equipo informático(1)y,
- -
- unos medios(3)deseguimientoyposicionamientodel simulador(4)dela parte anatómicaydelsimulador(5) de la herramienta para su interactuación.
-
- 2.
- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el simulador (4) de la parte anatómica del cuerpo comprende un modelo anatómico físico (41) a escala 1:1 palpable.
-
- 3.
- Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque el modelo anatómico físico (41) comprende diferentes capas(42,43)de distintas durezas,texturasyconsistenciaspara simularlos distintoshuesos, músculosytejidosdela parte anatómica representada para el entrenamiento.
-
- 4.
- Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque el modelo anatómico físico (41) comprende marcadores(31)parasu detecciónporlos medios(3)deseguimientoyposicionamientoenelespacioparasu controlporparte del equipo informático (1).
-
- 5.
- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el simulador (4) de la parte anatómica del cuerpo comprendeal menosun dispositivo háptico(6a) táctil asociadoaun modelo anatómico virtualparala recreación táctil de un modelo anatómico desde la base de datos (11) alojada en el equipo informático (1).
-
- 6.
- Sistema, según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo háptico (6a) táctil presenta una configuración de guante táctil de realidad virtual.
-
- 7.
- Sistema, según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo háptico (6a) táctil presenta una configuración de tipo lápiz.
-
- 8.
- Sistema,segúnlareivindicación1, caracterizado porque el simulador (5) de herramienta comprende una herramienta física de incisión con la punta (51) o extremo de incisión retráctil.
-
- 9.
- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el simulador (5) de herramienta comprende al menos un dispositivo háptico(6b) táctil asociadoaun modelo funcional virtualparala recreación táctildela herramientay de la respuesta que se produce en esta al interactuar con el simulador (4) de la parte anatómica a través del equipo informático (1).
-
- 10.
- Sistema, según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo háptico (6a) táctil presenta una configuración de guante táctil de realidad virtual.
-
- 11.
- Sistema, según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo háptico (6b) táctil presenta una configuración de tipo lápiz.
-
- 12.
- Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque el simulador (5) de herramienta comprende medios de información háptica (54) para suministrar al usuario una fuerza de oposición correspondiente con la fuerza de penetración de una herramienta real sobre un miembro real.
-
- 13.
- Sistema, según la reivindicación 12, caracterizado porque los medios de información háptica (54) están conectados con el equipo informático (1) para su regulación según el modelo anatómico almacenado en la base de datos (11), simulando las condiciones de los distintos tejidos que en teoría se están manipulando.
-
- 14.
- Sistema,segúnlareivindicación1, caracterizado porque los medios de visualización (2) comprenden al menos un casco HMD de realidad virtual.
-
- 15.
- Sistema,segúnlareivindicación1, caracterizado porque los medios de visualización (2) comprenden al menos un monitor de vídeo.
-
- 16.
- Sistema,segúnlareivindicación1, caracterizado porque los medios de visualización (2) comprenden al menos un monitor de endoscopia conectado al equipo informático (1) para la recreación de un aparato de endoscopia real.
-
- 17.
- Sistema,segúnlareivindicación1, caracterizado porqueelequipo informático(1)está asociadoaunosmedios de adquisición directaoindirectadedatosdeal menosunaparte anatómicadeunpacientepara simulación a posteriori de dicha parte anatómica.
OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTESYMARCASESPAÑAINFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA@ Int. Cl.: Ver hoja adicional@ ES2346 025@ Nº de solicitud: 200801649@ Fecha de presentación de la solicitud:02.06.2008@ Fecha de prioridad:DOCUMENTOS RELEVANTES- Categoría
- 56@ Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- A
- US 20070293734 A1 (COSTE-MANIERE et al.) 20.12.2007, párrafos 2,14-17,19,20,22,37,49-50,52-54. 1-17
- A
- US 2004095310 A1 (GREGORIO et al.) 20.05.2004, párrafos [1-2]; reivindicaciones 1-23. 1-17
- A
- WO2004029910 A1 (GÖTEBORG UNIVERSITY SURGICAL SCIENCE AB) 08.04.2004, todo el documento. 1-17
- A
- US 7236618 B1 (CHUI et al.) 26.06.2007, todo el documento. 1-17
- A
- WO2008033541 A1 (TUFTSUNIVERSITY) 20.03.2008, todo el documento. 1-17
- A
- WO2004051601 A1 (MENTICE AB) 17.06.2004, todo el documento. 1-17
- A
- WO2004029909 A1 (GÖTEBORG UNIVERSITY SURGICAL SCIENCE) 08.04.2004, todo el documento. 1-17
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y:de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad yla de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado Dg para todas las reivindicaciones D para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 23.09.2010
- Examinador A. Cardenas Villar Página 1/4
Nº de solicitud: 200801649INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICACLASIFICACIÓN DEL OBJETODE LA SOLICITUDG09B 9/00 (2006.01) G09B 23/28 (2006.01) A61B 17/00 (2006.01)Documentación mínimabuscada (sistemade clasificación seguidodelos símbolosde clasificación) G09B, A61BBases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)INVENES, EPODOC,WPI,NPL,INSPEC,BIOSIS,MEDLINEInformedel EstadodelaTécnica(hoja adicional) Página2/4Nº de solicitud: 200801649OPINIÓN ESCRITAFecha de Realización de la Opinión Escrita: 23.09.2010Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones
- 1 -17 SÍ
- Reivindicaciones
- NO
- Actividad inventiva
- Reivindicaciones 1 -17 SÍ
- (Art. 8.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisitofueevaluadodurantelafasede examenformalytécnicodelasolicitud(Artículo 31.2Ley11/1986).Base de la Opinión:La presente opiniónseha realizado sobrela basedela solicitudde patentetaly comoha sidopublicada.Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita) Página 3/4Nº de solicitud: 200801649OPINIÓN ESCRITA1. Documentos considerados:Acontinuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- US 20070293734 A1 20-12-2007
- D02
- US 2004095310 A1 20-05-2004
- D03
- WO2004029910 A1 08-04-2004
- D04
- US 7236618 B1 26-06-2007
- D05
- WO2004051601 A1 17-06-2004
- D06
- WO2008033541 A1 20-03-2008
- D07
- WO2004029909 A1 08-04-2004
- 2.Declaraciónmotivadasegúnlosartículos29.6y29.7del ReglamentodeejecucióndelaLey11/1986,de20demarzo, de patentes sobrela novedadyla actividadinventiva; citasy explicaciones en apoyode esta declaraciónLa solicitud de patente en estudio contiene una reivindicación independiente, la no 1, que contiene todas las características técnicas fundamentalesdelainvencióny que se refiereaun sistema parala simulaciónde prácticas quirúrgicasde mínima invasión para proporcionar al usuario información táctil de las diferentes zonas de la parte anatómica reproducida por el simuladoryque está especialmente diseñado para permitir un número indefinido de prácticas de localización táctil de posibles puntosde incisiónparala definicióndeportalesde entradaalazonaa intervenir quirúrgicamente.Las reivindicaciones dependientes contienen características técnicas de los componentes fundamentales del sistema: del modelo anatómico físico(2 -4);delsimulador anatómicoydeldispositivo háptico utilizado(5 -7);delsimuladorde herramienta quirúrgica(8 -11); mediospropiosdeinformación háptica(12 -13); mediosde visualización(14 -16)ymediosde adquisición de datos anatómicos para su utilización en la simulación (17). En el estado de la técnica son conocidos numerosos sistemas de simulación utilizados para prácticas de cirugía de mínima invasión. Los documentos citados son algunos ejemplos del estado de la técnica. Así, el documento D01 se refiere especialmente a la simulación de procedimientos quirúrgicos utilizando un conjuntode puertosde entrada para comprobar su diferente fiabilidady para identificar las localizaciones másventajosasy que dispone de medios de adquisición de datos para la elaboración de un modelo de una zona anatómica. El documento D02 describe la utilización de dispositivos hápticosymétodos especialmente diseñados para la simulación de orificios de entrada. El dispositivo descrito en el documento D03 reivindica un métodoy un dispositivo para generar entornos anatómicos virtuales para sistemas de simulación de procedimientos de cirugía de mínima invasión.Eldispositivo descrito en el documento D04 incide en las propiedades hápticasy visuales de un sistema de cirugía virtual. Eldocumento D05 describe un sistema de simulación de procedimientos quirúrgicos de mínima invasión para el entrenamiento en entornos no estáticos cuyo objetivo es simular situaciones cambiantes más próximas a la realidad.Sin embargo ninguno de los sistemas descritos en los documentos citados está especialmente diseñado para realizar un número indefinido de prácticas de localización táctil para la detecciónydeterminación de los portalesde entrada óptimos por los que se introducirán las herramientas quirúrgicas de mínima invasión por lo que se considera que esta solicitud de patente presenta novedadyactividadinventiva segúnlo especificado en los artículo6y8delaLP.Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita) Página 4/4
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