ES2416879B1

ES2416879B1 - Surgical training platform

Info

Publication number: ES2416879B1
Application number: ES201200094A
Authority: ES
Inventors: Jes�s USON GARGALLO; Juan Jos� GOMEZ BORRALLO; Francisco Miguel Sanchez Margallo
Original assignee: Fundaci N Centro De Cirug A M Nima Invasi N Jes S Us N; CONSORCIO PARA LA GESTION DEL CT DE CIRUGIA DE MINIMA INVASION; FUNDACION CT DE CIRUGIA MINIMA INVASION JESUS USON
Current assignee: Fundacion Centro de Cirugia de Minima Invasion Jesus Uson CCMIJU
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2014-06-24
Anticipated expiration: 2032-01-27
Also published as: ES2416879R1; ES2416879A2

Abstract

Plataforma de entrenamiento quirúrgico.#Especialmente concebida para el entrenamiento en operaciones quirúrgicas, la plataforma est� constituida a partir de uno o más servidores (1), en los que se definen una serie de bases de datos con multitud de imágenes reales correspondientes a diferentes técnicas quirúrgicas (2-2?-2??...2{sup,n}), gestionadas por un software de programación, en el que se define una interfaz de acceso para los usuarios, a través de su propio ordenador o de portátil, tableta, ipaq, móvil; (3), y de la red, previa identificación y validación de su contraseña, de manera que cada usuario dispone en su ordenador o (multidispositivos) una interfaz de adaptación (4) para conectar una pluralidad de periféricos (5-5?-5?? ..5{sup,n}), idénticos a los diferentes útiles y dispositivos utilizados habitualmente en los diferentes tipos de intervenciones quirúrgicas, de manera que, el citado software est� programado para sincronizar las imágenes de la operación de que se trate mostradas en la pantalla del ordenador (3) del usuario con el manejo de los periféricos (5-5?-5??...5{sup,n}).Surgical training platform. # Especially designed for training in surgical operations, the platform is made up of one or more servers (1), in which a series of databases are defined with a multitude of real images corresponding to different surgical techniques (2-2? -2 ?? ... 2 {sup, n}), managed by a programming software, in which an access interface for users is defined, through their own computer or laptop, tablet, ipaq, mobile; (3), and of the network, prior identification and validation of your password, so that each user has on his computer or (multi-device) an adaptation interface (4) to connect a plurality of peripherals (5-5? -5 ?? ..5 {sup, n}), identical to the different tools and devices commonly used in the different types of surgical interventions, so that the aforementioned software is programmed to synchronize the images of the operation in question displayed on the user's computer screen (3) with the handling of peripherals (5-5? -5 ?? ... 5 {sup, n}).

Description

Platafoll1l3 de entrenamiento quirúrgico. Platafoll1l3 surgical training.

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a una plataforma 00 line integral de entrenamiento quirugico, es decir, a una plataforma que permite dar servicio de entrenamiento de The present invention relates to an integral 00 line surgical training platform, that is, to a platform that allows to provide training service for

t�cnicas quirúrgicas a distancia, a través de la red, o cloue computing~ remote surgical techniques, through the network, or cloue computing ~

El objeto de la invención es proporcionar una platafonna de entrenamiento cl�nico sumamente versátil, fácil de utilizar, que englobe múltiples técnicas quirúrgicas, tales como la laparoscopia, artroscopia, radiología intervensionista, endQscopia, rinoscopia, cirugía convencional o abierta. The object of the invention is to provide an extremely versatile, easy-to-use clinical training platform that encompasses multiple surgical techniques, such as laparoscopy, arthroscopy, interventional radiology, endoscopy, rhinoscopy, conventional or open surgery.

The invention is therefore situated in the surgical field.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Como es sabido, en el ámbito de aplicación práctica de la invención, el de la medicina, a la hora de llevar a cabo prácticas de entrenamiento cl�nico, las mismas son muy limitadas, dadas las circunstancias que ello supone, de manera que el aprendizaje resulta muy lento, As is known, in the field of practical application of the invention, that of medicine, when carrying out clinical training practices, they are very limited, given the circumstances involved, so that the learning is very slow,

al no disponer de medios de entrenamiento adecuados. by not having adequate training means.

Tratando de obviar esta problem�tica, es conocida la patente de invención P200S00100, Trying to obviate this problem, the invention patent P200S00100 is known,

en la que se describe un dispositivo h�ptico para cirugia virtual, empleado para la fonnaci�n e investigación en cirugía de mínima invasión, el cual comprende un sistema de transmisión de movimiento, un sistema de infonnaci�n de errores a través de sensores, in which an optical device for virtual surgery is described, used for the training and investigation in minimally invasive surgery, which includes a motion transmission system, an error-reporting system through sensors,

un sistema de infonnaci�n a través de diodos LEO, todo ello controlado mediante un a system of information through LEO diodes, all controlled by a

ordenador personal, y dos actuadores capaces de operar simultáneamente. personal computer, and two actuators capable of operating simultaneously.

El problema que presenta este dispositivo es que se trata de un dispositivo independiente, The problem with this device is that it is an independent device,

que debe ser utilizado in situ, por personal especializado, y supervisado por expertos en la which must be used on site, by specialized personnel, and supervised by experts in the

materia, con unos costes de implantación sumamente elevados. matter, with extremely high implementation costs.

Otro problema que presentan este tipo de dispositivos es que pueden quedarse rápidamente obsoletos, debido a se trata de un sector en continuo desarrollo, 10 que supone el lanzamiento continuado de nuevas actualizaciones. Another problem with this type of device is that it can quickly become obsolete, because it is a sector in continuous development, 10 which implies the continuous launch of new updates.

Similar situación se da con la patente US 20090009492, en la que se describe un aparato Similar situation occurs with US patent 20090009492, in which an apparatus is described

Yun método de simulación m�dica, en la que se define un aparato de simulación clónica que comprende un actuador y una serie de sensores acoplados a un interfaz mecánico, de manera que, este dispositivo est� muy limitado desde el punto de vista de aplicabilidad, as� como de actualización. Yun medical simulation method, in which a clone simulation apparatus is defined comprising an actuator and a series of sensors coupled to a mechanical interface, so that this device is very limited from the point of view of applicability , as well as updating.

De análoga manera, en la patente de invención WO 2009132067, se incluye un maniquí Similarly, in the patent of invention WO 2009132067, a dummy is included

humano donde se realizan ejercicios de entrenamiento quirúrgico. incluyendo sensores de posición para instrumental dentro de dicho maniquí, siendo dicho conjunto adaptable a un computador que registra datos de la utilizac:i�n del instrumental. human where surgical training exercises are performed. including position sensors for instruments within said dummy, said set being adaptable to a computer that records data on the use of the instrument.

Tal y como se acaba de comentar, la problem�tica reside en que se trata de un dispositivo independiente, cuya utilización debe ser supervisada por personal cualificado, estando limitado a las aplicaciones concretas para las que ha sido previsto. As just mentioned, the problem lies in the fact that it is an independent device, the use of which must be supervised by qualified personnel, being limited to the specific applications for which it has been foreseen.

Por su parte, en la patente de invención WO 2010105237, se describe, además de un On the other hand, in the invention patent WO 2010105237, it is described, in addition to a

procedimiento, un sistema para entrenamiento quirúrgico de mínima invasión, en el que participa un simulador materializado en un ordenador y un monitor, as� como un dispositivo de primera entrada. procedure, a system for minimally invasive surgical training, in which a simulator materialized in a computer and a monitor participates, as well as a first input device.

El sistema es capaz de mostrar un vídeo de la cirugía m�nimamente invasiva en la pantalla, donde se puede apreciar una herramienta quirúrgica visible al menos en parte del vídeo, y una zona de partido que corresponde a un posición detenninada en el vídeo de la herramienta quirúrgica, de manera que a través de una herramienta generada virtualmente por el ordenador y que se controla a través del dispositivo de primera entrada anterionnente comentado. The system is capable of displaying a video of minimally invasive surgery on the screen, where you can see a surgical tool visible at least in part of the video, and a match zone that corresponds to a determined position in the video of the surgical tool, so that through a tool generated virtually by the computer and controlled by the first input device mentioned above.

Este dispositivo, si bien resuelve en parte la problem�tica anterionnente expuesta, sigue presentando los problemas de necesidad de supervisión por parte de personal experto, as� como los problemas de actualización anterionnente comentados. This device, although it partially resolves the above-mentioned problem, continues to present the problems of need for supervision by expert personnel, as well as the previously mentioned update problems.

Otro antecedente que puede citarse es la patente de invención US 562582, consistente en un dispositivo de entrada con un interfaz que tiene un sistema de control de movimiento de un objeto mecánico con un sistema infonn�tico mediante el cual se suministra ayuda al usuario, incluyendo un mecanismo de cardón que tiene una porción rotativa acoplada al soporte para proporcionar un primer grado de libertad, y el objeto que recibe la rotación se junta a la base para proporcionar un segundo grado de libertad. Another antecedent that can be cited is the invention patent US 562582, consisting of an input device with an interface that has a movement control system of a mechanical object with an infontic system by which help is provided to the user, including a cardon mechanism having a rotating portion coupled to the support to provide a first degree of freedom, and the object that receives the rotation is attached to the base to provide a second degree of freedom.

El prImer grado de libertad comprende un transductor electromec�nico adjunto a la rotación de sentido entre dicho soporte y la porción rotativa, mientras que el segundo grado de libertad comprende un transductor electromec�nico dispuesto junto a la rotación de sentido entre la base y el objeto citado. The first degree of freedom comprises an electromechanical transducer attached to the rotation of direction between said support and the rotating portion, while the second degree of freedom comprises an electromechanical transducer arranged next to the rotation of direction between the base and the cited object.

As� pues, se trata de una solución muy COncreta y por tanto muy limitada a la hora de definir una interfaz elemento mecánico-sistema infonn�tico, de manera que, la interfaz que se define en la presente invención puede materializarse de muy diversas fonnas sin que ello afecte a la esencia de la invención. Thus, it is a very cocrete and therefore very limited solution when defining an interface mechanical element-infonnÃtica system, so that the interface defined in the present invention can be materialized in very different ways without affecting the essence of the invention.

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Similar situación se da en el caso de la patente de invención US 2001055748. consistente en un sistema para la formación y entrenamiento de personas que vayan a realizar un procedimiento quirúrgico m�nimamente invasivo. en el que se define una aplicación para la simulación del instrumental quirúrgico que se inserta manualmente y se manipula en el seno de una cubierta, contando con una pantalla y una guía de circulación y sensores para monitorear la ubicación de la aplicación que simula el instrumental quirúrgico. Similar situation occurs in the case of the invention patent US 2001055748. consisting of a system for the training and training of people who are going to perform a minimally invasive surgical procedure. in which an application is defined for the simulation of surgical instruments that is manually inserted and manipulated inside a cover, with a screen and a circulation guide and sensors to monitor the location of the application that simulates the surgical instruments .

El dispositivo as� descrito se complementa con un sistema de autoalimentaci�n que genera la fuerza de oposición que se daría (:n una intervención real, mientras que a través de un Software se genera una representación visual en la pantalla para simular el paisaje interno del paciente basado en la ubicación del instrumental quirúrgico. The device thus described is complemented by a self-feeding system that generates the opposing force that would occur (: n a real intervention, while through a Software a visual representation is generated on the screen to simulate the internal landscape of the patient based on the location of the surgical instruments.

Al igual que en el caso de la patente anteriormente citada. se trata de una solución muy específica para definir la interfaz elemento mecánico-sistema inform�tico, de manera que, la interfaz que se define en la presente invención puede materializarse de muy diversas formas sin que ello afecte a la esencia de la invención. As in the case of the aforementioned patent. It is a very specific solution to define the mechanical element-computer system interface, so that the interface defined in the present invention can be materialized in many different ways without affecting the essence of the invention.

En definitiva, éste tipo de dispositivos descritos anteriormente no son adecuados para personas sin conocimientos o al menos que no sean expertos en la gestión de los recursos que se utilizan. In short, these types of devices described above are not suitable for people without knowledge or at least who are not experts in the management of the resources used.

DESCRIPCI�N DE LA INVENCiÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

La plataforma que la invención propone viene a llenar el vacío anteriormente expuesto, proporcionando una plataforma que pennite llevar a cabo prácticas simuladas de entrenamiento en intervenciones quirúrgicas. tales como laparoscopia. artroscopia. radiología intervensionista, endoscopia, rinoscopia, cirugía convencional o abierta, tanto por personal experto, como en proceso de aprendizaje. The platform proposed by the invention comes to fill the aforementioned void, providing a platform that can carry out simulated training practices in surgical interventions. such as laparoscopy. arthroscopy interventional radiology, endoscopy, rhinoscopy, conventional or open surgery, both by expert personnel and in the process of learning.

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Para ello, se desarrolla mediante un dispositivo asociado al software complementario, realizado en el marco de los servicios de computación cloud a través de Internet, gracias al cual se puede acceder a diferentes aplicadones de entrenamiento, de manera que dichas aplicaciones y la plataforma en si est�n ubicadas en el cloud, pudiendo acceder al mismo los m�dicos o estudiantes de medicina, para practicar diferentes tipos de intervenciones. For this, it is developed through a device associated with the complementary software, carried out within the framework of cloud computing services through the Internet, thanks to which different training applications can be accessed, so that these applications and the platform itself They are located in the cloud, and doctors or medical students can access it to practice different types of interventions.

De forma más concreta, se ha previsto que d acceso a los diferentes sistemas/aplicaciones asociados a la plataforma solo pueda llevar'Se a cabo a través de un alta de usuario, en el que se define el perfil de cada usuario. More specifically, it is foreseen that access to the different systems / applications associated with the platform can only be carried out through a user registration, in which the profile of each user is defined.

As� pues, en el servidor/res central del dispositivo se dispondr� de una amplia base de datos con imágenes de múltiples intervc::nciones, de manera que las mismas ser�n gestionadas por un software de programación, de modo que, dicho software se complementar� con una interfaz de adaptación que dispondr� cada usuario, conectado a su PC,PORTATIL, TABLETA, IPAD, MOVIL de manera que a dicha interfaz podrán conectarse mandos periféricos, simulativos de los diferentes utensilios quirúrgicos utilizados en los distintos tipos de intervenciones quirúrgicas anteriormente comentadas. Thus, in the central server / res of the device there will be a large database with images of multiple interfaces, so that they will be managed by a programming software, so that, software will be complemented with an adaptation interface that each user will have, connected to their PC, PORTABLE, TABLET, IPAD, MOBILE so that peripheral controls, simulative of the different surgical tools used in the different types of devices can be connected to said interface surgical interventions previously commented.

As� pues, el usuario, podr� entrenar con dichos utensilios quirúrgicos de fonna virtual, a través de las imágenes recibidas en la pantalla de su ordenador, las cuales irán variando, controladas por el citado software de control, en función de las maniobras realizadas con dichos mandos periféricos, de manera que las imágenes obtenidas sean resultado de las acciones realizadas. Thus, the user will be able to train with said surgical tools in virtual form, through the images received on the screen of his computer, which will vary, controlled by said control software, depending on the maneuvers performed with said peripheral controls, so that the images obtained are the result of the actions performed.

La plataforma tendr� preferentemente un carácter global, pudiendo ofrecer múltiples idiomas para su uso. The platform will preferably have a global character, being able to offer multiple languages for its use.

De forma paralela, la plataforma podr� actualizarse constantemente y de forma totalmente automática a través de la Red sin necesidad de tener que intervenir sus usuarios. In parallel, the platform can be updated constantly and completely automatically through the Network without having to intervene its users.

Se consigue de esta fonna, una platafonna en la que se pueden desarrollar actividades de entrenamiento las 24 del día, los 365 días del año, sencilla, de fácil utilización. You get from this fonna, a platform where you can develop training activities 24 hours a day, 365 days a year, simple, easy to use.

DESCRIPCI�N DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se est� realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un dibujo en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the features of the invention, according to a preferred example of practical realization thereof, an drawing is attached as an integral part of said description, with Illustrative and non-limiting, the following has been represented:

La figura 1.-Muestra un diagrama de bloques de una platafonna presencial de entrenamiento cl�nico realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención. Figure 1.- Shows a block diagram of a face-to-face platform for clinical training carried out in accordance with the object of the present invention.

REALIZACI�N PREFERENTE DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

A la vista de la figura resefiada, y en especial de la figura 1, puede observarse como la platafonna de la invención est� constituida a partir de uno o mas servidores (1), en los que se definen una serie de bases de datos con multitud de imágenes reales correspondientes a diferentes técnicas quirúrgicas (2-2'-2" ... 2n) como pueden ser laparoscopias, artroscopias, radiología intervensionista, endoscopias, rinoscopias, cirugía convencional o abierta. In view of the resected figure, and especially of figure 1, it can be seen how the platform of the invention is constituted from one or more servers (1), in which a series of databases are defined with a multitude of real images corresponding to different surgical techniques (2-2'-2 "... 2n) such as laparoscopy, arthroscopy, interventional radiology, endoscopy, rhinoscopy, conventional or open surgery.

Estas imágenes est�n gestionadas por un software de programación, en el que se define una interfaz de acceso para los usuarios, a través de su propio ordenador u otros dispositivos similares (3), mediante com~xi�n al mismo a través de la red, previa identi ficaci�n y validación de su contraseña, de manera que a través de una interfaz de adaptación (4) con sus correspondientes drivers de control, es posible conectar una pluralidad de periféricos (5-5'-5 " ".5"), idénticos a los diferentes útiles y dispositivos utilizados habitualmente en los diferentes tipos de intervenciones quirúrgicas, de manera These images are managed by a programming software, in which an access interface for users is defined, through their own computer or other similar devices (3), through connection to it through the network, after identifying and validating your password, so that through a adaptation interface (4) with its corresponding control drivers, it is possible to connect a plurality of peripherals (5-5'-5 "". 5 "), identical to the different tools and devices commonly used in different types of surgical procedures, so

que, el citado software est� programado para sincronizar las imágenes obtenidas en la that, the aforementioned software is programmed to synchronize the images obtained in the

pantalla del ordenador (3) del usuario con el manejo de los periféricos (5-5'-5" ...5"), User computer screen (3) with peripheral operation (5-5'-5 "... 5"),

permitiendo as� practicar múltiples tipos de operaciones de fonna totalmente realista. thus allowing to practice multiple types of totally realistic operations.

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Claims

la._ Surgical training platform "characterized in that it is constituted from one or more servers (1), in which a series of databases with 5 multitude of real images corresponding to different surgical techniques are defined (2-2 '2 "... 2n) such as laparoscopy, arthroscopy, interventional radiology, endoscopy, rhinoscopy, conventional or open surgery and the like, managed by programming software, in which an access interface for users is defined, to through its own computer (eg, laptop, tablet, �pad, mobile,) (3) by means of connection to the network, prior identification and validation of its password, having provided that for this, each user has correspondence with his computer ( 3), of an adaptation interface (4) with its corresponding control dr: ivers, to which a plurality of peripherals (5-5'-5 "... 5") can be connected, identical to the different tools and dispositives commonly used in different types of surgical interventions, so

15 that, the aforementioned software is programmed to synchronize the images of the operation in question and displayed on the screen of the user's computer (3) with the handling of peripherals (5-5'-5 "... 5 ").

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