ES2534140B1 - Procedimiento y dispositivo para el aprendizaje y entrenamiento de operaciones de cirugía laparoscópica e intervenciones similares - Google Patents

Abstract

El procedimiento comprende realizar uno o más ejercicios sobre un modelo físico; sensorizar y registrar los ejercicios; y analizarlos y evaluados por el usuario en base a pruebas de referencia previamente determinadas, cualitativa y cuantitativamente, y en tiempo real y/o a posteriori, automáticamente de manera autónoma por parte del usuario. El dispositivo (100) comprende un espacio de trabajo (210) adaptado para alojar el modelo físico (220), por lo menos un conjunto de herramienta (230) que puede operar en el espacio de trabajo (210), y medios para sensorizar y registrar los ejercicios que permiten determinar la posición y orientación del conjunto de herramienta (230), medios de grabación de vídeo y una unidad de control (500) para controlar la ejecución de los ejercicios.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento y dispositivo para el aprendizaje y entrenamiento de operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares

CAMPO TECNICO

El procedimiento y el dispositivo que se describen a continuation pertenecen al campo de las tecnicas de formation en cirugla laparoscopica e intervenciones similares, tales como intervenciones quirurgicas mlnimamente invasivas, por ejemplo artroscopia, etc. Se propone un procedimiento y un dispositivo destinados a la adquisicion de habilidades quirurgicas y evaluation en cirugla laparoscopica e intervenciones similares.

ESTADO DE LA TECNICA

Estudios realizados recientemente en Estados Unidos sobre la formacion en cirugla laparoscopica han demostrado que solamente un 29 % del personal evaluado tiene una formacion quirurgica adecuada. Se ha comprobado tambien que en la formacion se viene utilizando metodos de evaluacion subjetivos para valorar las habilidades quirurgicas. De acuerdo con los requerimientos actuales se considera que estos metodos son de poca validez y fiabilidad.

En los programas de formacion en los cuales el volumen de intervenciones es bajo o existen pocos medios para un correcto aprendizaje de las tecnicas de cirugla laparoscopica, un programa de ejercicios quirurgicos en un laboratorio de laparoscopia, fuera del quirofano, puede resultar muy util dado que permite mejorar la adquisicion de las habilidades quirurgicas asociadas, por ejemplo, en el abordaje laparoscopico. El entreno de cirujanos fuera del quirofano mediante simuladores permite minimizar accidentes y consecuentemente aumentar la seguridad del paciente, evitando errores, especialmente en el nivel basado en las habilidades (SBB) y en el nivel basado en las reglas (RBB).

En el campo de la aviation, por ejemplo, es conocido el uso de metodos de entrenamiento para los pilotos utilizando simuladores. Se ha comprobado que estos metodos son efectivos y han permitido reducir considerablemente el numero de errores mortales en los citados niveles basados en las habilidades (SBB) y en las reglas (RBB). Sin embargo, en el campo

de la medicina, el numero de errores en el entreno de cirujanos fuera del quirofano sigue siendo elevado, del orden de alrededor de un 3-4%. Sigue siendo necesario, por lo tanto, un mayor esfuerzo para mejorar la seguridad en el entreno de alumnos en este campo.

5 Se ha estimado que el coste dedicado en educar a un solo cirujano, simplemente en tiempo anadido en el quirofano, es del orden de 50.000 dolares durante cinco anos de residencia. Aunque el entreno de cirujanos fuera del quirofano mediante simuladores puede ser costoso, los costes totales asociados pueden ser menores respecto al entrenamiento tradicional en quirofano. Teniendo en cuenta que un cirujano junior tarda mas en las 10 intervenciones quirurgicas que un cirujano senior y que el porcentaje de complicaciones es mayor en cirujanos juniores, se ha estimado que el coste de esta diferencia de tiempo operatorio es del orden de 12.000 dolares por ano y por residente entre los anos 1993-1997. Por lo tanto, el coste del entrenamiento mediante un simulador deberla compararse con el coste del mayor tiempo quirurgico durante el entrenamiento quirurgico tradicional.

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Se ha demostrado tambien que un 10% de los alumnos que aprenden las habilidades quirurgicas en cirugla laparoscopica tiene una habilidad innata para realizar maniobras complejas. Se ha demostrado tambien que un 80% de los alumnos tiene una curva de aprendizaje lenta pero mantenida para conseguir el nivel de experto. Finalmente, se ha 20 demostrado tambien que hasta un 10% de la poblacion evaluada tiene una inhabilidad fundamental para trabajar en una imagen de video de dos dimensiones. Las habilidades endoscopicas no se asocian a las habilidades en cirugla abierta ni con la experiencia en este abordaje quirurgico. Las habilidades endoscopicas se asocian mas a un factor neuromotor y espacial de la perception. Aunque estas habilidades pueden aprenderse, el 25 aprendizaje se adquiere mejor en un ambiente fuera del quirofano utilizando, por ejemplo, simuladores y en particular simuladores tridimensionales.

En este sentido, se han venido desarrollando simuladores flsicos para llevar a cabo la formation y el seguimiento de habilidades de un cirujano. Los simuladores flsicos consisten 30 esencialmente en modelos, por ejemplo fabricados en plastico u otro material similar apropiado, que simulan la forma anatomica de organos de un humano o un animal. Estos modelos flsicos van incorporados en cajas de entrenamiento equipadas con utiles de intervencion.

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Un ejemplo de simulador flsico para la formation y seguimiento de las habilidades de un cirujano se describe en el documento US20070166682. Se propone un dispositivo y un procedimiento para la simulation de intervenciones laparoscopicas en base a modelos flsicos que permiten llevar a cabo una evaluation de la intervention que se esta realizando en base distintos parametros.

Tambien, en US2010178644 se describe el entreno y aprendizaje de intervenciones endovasculares con modelos flsicos a traves de un dispositivo que permite analizar y evaluar al alumno utilizando medios hapticos que envlan una senal al alumno que esta aprendiendo con el dispositivo.

En US2006234195 se describe un simulador para intervenciones que incorpora una interfaz haptica. El simulador incorpora medios de detection y registro del movimiento (position, orientation) de los utiles de intervencion y permite calcular las caracterlsticas de los mismos.

Los documentos US2010216105, W02009000939, US2010167253, US2008020362 y US2006232664 describen simuladores quirurgicos basados en modelos flsicos. En algunos casos se trata de tecnicas que hacen uso de sensores de fuerza y proporcionan realimentacion ("feedback") al alumno.

En US6267599 se propone un sistema flsico para producir una simulacion en tiempo real para el entreno de intervenciones mlnimamente invasivas. El sistema descrito contempla el uso de realimentacion de fuerzas ("force feedback") para instruir al operario a traves de sensores e incorpora tambien un sistema informatico asociado a un sistema de video.

En la tecnica anterior tambien se han desarrollado simuladores virtuales para llevar a cabo la formacion y el seguimiento de habilidades de un cirujano. En este caso, se prescinde de modelos flsicos y se utiliza una representation visual del organo, a traves de una interfaz grafica, en combination con bases de datos para la evaluacion y entreno del alumno. Los simuladores virtuales hacen uso tambien de medios sensores y medios hapticos para informar al alumno acerca de diversas situaciones de la sesion. Un ejemplo de medios hapticos es la realimentacion de fuerza que ofrece una sensation tactil realista. Los simuladores virtuales permiten entrenar de una manera rapida y segura al alumno para proporcionarse las diferentes habilidades requeridas para la realization de estos procedimientos de intervencion. Unos medios de evaluacion permiten valorar las

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capacidades tecnicas adquiridas por el alumno mediante observation directa y registro de video para su posterior analisis. Como en el caso del sistema flsico, se trata de un medio de formation que permite la adquisicion de conocimientos y habilidades.

Por ejemplo, el documento US7850456 describe un dispositivo y un procedimiento para simular intervenciones laparoscopicas para education y entreno utilizando organos virtuales. En dicho documento se utilizan, ademas, utiles asl como camaras y sensores para detectar el movimiento y el recorrido de los utiles. Se preven medios para proporcionar realimentacion de fuerzas al alumno para el aprendizaje.

En otros documentos de la tecnica anterior como US5882206, US6037927, US2010167248, US20100291520, US2004009459, US2010248200, WO9502233, WO9628800,

WO2009009820, US6538634 se contempla tambien el uso de medios hapticos en combination con la simulation virtual para proporcionar realimentacion de fuerza al alumno. Esto puede realizarse, por ejemplo, generando una fuerza de resistencia similar a la que ofrece un organo.

Estas propuestas de la tecnica anterior basadas en el uso de simuladores flsicos o simuladores virtuales constituyen soluciones mas o menos acertadas para la adquisicion de habilidades quirurgicas. Sin embargo, hasta ahora la tecnica conocida ha permitido obtener information acerca de que hace el alumno, usuario o cirujano, pero no ha logrado permitir obtener informacion precisa y fiable acerca de como lo hace.

Ademas, en los procedimientos de formacion y evaluation de la tecnica anterior la variable utilizada principalmente como evaluador objetivo del alumno es la medida del tiempo en combinacion con una serie de criterios subjetivos basados en la observacion y analisis de un responsable. El principal inconveniente es que esto implica, por una parte, la presencia de personal cualificado y, por otra parte, establecer una serie de variables basadas en la observacion subjetiva, lo cual no resulta simple ni preciso, tal como serla deseable.

Se hace necesario, por lo tanto, un procedimiento y un dispositivo de formacion en cirugla laparoscopica e intervenciones similares que sea eficaz, que reproduzca unas condiciones muy proximas a la realidad, que no requiera presencia del mentor, o que la presencia requerida de este sea minima, y cuyo procedimiento y dispositivo esten adaptados al alumno, sin requerir una adaptation particular del alumno a los mismos.

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Tal como han podido comprobar los inventores y tal como se vera en lo sucesivo, esta necesidad queda cubierta con el presente procedimiento y dispositivo, obteniendose otras ventajas adicionales.

Los terminos usuario, alumno, cirujano, etc. que se utilizan indistintamente aqul hacen referencia siempre a la persona que se somete a formacion y/o evaluation a traves del presente procedimiento y dispositivo.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

El principal objetivo del presente procedimiento y dispositivo es proporcionar a un usuario, alumno, cirujano, etc. las habilidades basicas, tecnicas quirurgicas especlficas y conocimientos teoricos necesarios para la practica de la laparoscopia y/u otras intervenciones similares, y evaluar objetivamente dichas habilidades, tecnicas y conocimientos de una manera rapida y eficaz, minimizando la presencia de un mentor y a traves de actividades muy similares a las que llevarla a cabo el usuario en la realidad, con los conocimientos y experiencia adquiridos.

Se trata, por lo tanto, de una herramienta de formacion, entreno y evaluacion para intervenciones de cirugla laparoscopica y similares con la cual se solucionan las carencias de la tecnica anterior conocida hasta ahora, proporcionando numerosas ventajas adicionales, tal como se ha indicado.

Para obtener estas y otras ventajas, el presente procedimiento de aprendizaje y entrenamiento para operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares comprende realizar una o varias pruebas relativas a operaciones de cirugla laparoscopica o intervenciones similares por parte de un alumno sobre un modelo flsico.

El modelo flsico sobre el cual se realizan los ejercicios puede ser un organo o un util, tal como una pieza con una forma arbitraria que no simule ningun organo. El uso de un modelo flsico permite una aproximacion fiel y precisa a la realidad en terminos de manipulation de herramientas, volumenes de trabajo y perception del espacio.

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El presente procedimiento comprende sensorizar y registrar las pruebas que ha realizado el alumno para analizarlas y evaluarlas en base a pruebas de referencia previamente determinadas.

De acuerdo con un aspecto importante del presente procedimiento de aprendizaje y entrenamiento para operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares, por lo menos la citada etapa de analizar y evaluar las pruebas realizadas por el alumno se realizan cualitativa y cuantitativamente, y en tiempo real y/o a posteriori, automaticamente de manera autonoma por parte del alumno.

El termino automaticamente aqul se refiere a que no es necesaria la intervention de un mentor en el proceso de evaluation de la ejecucion de los ejercicios, o esta es minima para determinados casos. El presente procedimiento permite la adquisicion, almacenamiento y procesado de todos los datos necesarios para realizar la evaluacion de los ejercicios y generar automaticamente una evaluacion numerica basada en variables objetivas definidas para tal objetivo, tal como se ha indicado.

Es importante destacar que el presente procedimiento y dispositivo se aplica tanto para el aprendizaje como para el entrenamiento de operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones sobre un modelo flsico de un organo o util. Esto resulta muy ventajoso en combinacion con el hecho de que el analisis y evaluacion de las pruebas realizadas por el alumno se realizan cualitativa y cuantitativamente, y en tiempo real y/o a posteriori, automaticamente de manera autonoma por parte del alumno. Con un mismo procedimiento y dispositivo se permite proporcionar al alumno auto-evaluacion, aprendizaje, entrenamiento y ayuda. Ademas, este procedimiento permite tanto el aprendizaje de nuevas tecnicas y practicas en cirugla laparoscopica e intervenciones similares, como el entrenamiento para la mejora de aquellas previamente adquiridas ya sea a nivel teorico o practico mediante el uso de entrenadores como en quirofano. El alumno puede interactuar con elementos flsicos reales y, al mismo tiempo, una vision real del espacio de trabajo donde esta realizando el ejercicio.

Las pruebas son visualizadas con el fin de analizar y evaluar el ejercicio que ha realizado por el alumno sobre el modelo flsico, de manera cualitativa y cuantitativa, y en tiempo real y/o a posteriori (una vez realizado y registrado el ejercicio), automaticamente de manera autonoma por parte del alumno, tal como se ha indicado anteriormente.

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El analisis y la evaluation de las pruebas realizadas por el alumno se realizan sobre los datos considerados relevantes, ya sea a nivel de herramientas, de espacio de trabajo y/o de ergonomla del alumno. Para ello, tal como se detallara mas adelante en la description del dispositivo, se utiliza una serie de camaras de video asociadas a las herramientas con las que el alumno realiza el ejercicio, asl como asociadas al espacio de trabajo y tambien al propio alumno.

El concepto de espacio de trabajo se definira mas adelante en detalle y en particular en la descripcion del presente dispositivo.

La ejecucion de los diferentes ejercicios propuestos por parte del alumno se evalua mediante el presente procedimiento utilizando un conjunto de variables cuantitativas y cualitativas que pueden variar en funcion de los requisitos gracias a la naturaleza configurable del presente procedimiento y dispositivo. Se trata de evaluadores y/o metricas consideradas relevantes en los objetivos concretos a entrenar en cada ejercicio, asl como en el global de su proceso de aprendizaje y/o practica en tecnicas de cirugla laparoscopica.

Las variables que permiten la evaluacion de la calidad de la ejecucion de cada ejercicio pueden obtenerse a traves de una serie de parametros tales como, por ejemplo, el tiempo de ejecucion o la economla de movimientos. La economla de movimientos puede medirse, por ejemplo, con el analisis de la position y la orientation de las herramientas, la detection del espacio de trabajo, etc., proporcionando medidas de la interaction entre las herramientas y el espacio de trabajo. Tambien, otra variable que entra en juego es la calidad en la ejecucion del ejercicio, la cual varla en funcion del tipo de ejercicio realizado. Esta variable puede medirse, por ejemplo, a traves de posibles contactos de las herramientas con los diferentes objetos distribuidos en el espacio de trabajo, detectando, por ejemplo, la presion y la deformation de dichos objetos, etc.

En general pueden establecerse variables comunes, que son un conjunto de metricas aplicables a todos los ejercicios (por ejemplo: tiempo de ejecucion y economla de movimiento) y variables particulares, que son un conjunto de metricas dependientes de cada ejercicio, tales como, por ejemplo, la calidad de ejecucion, que se define de manera diferente para cada ejercicio.

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Las citadas variables cuantitativas y cualitativas pueden ser contrastadas con resultados objetivos para obtener una certification de capacitacion. Dichos resultados objetivos se definen durante el proceso de validation estadlstica y estan abiertos a posteriores modificaciones. De acuerdo con el presente procedimiento, dichas variables cuantitativas y cualitativas pueden modificarse dinamicamente y responder a las necesidades formativas de cada alumno o grupo de alumnos, segun la especialidad, la experiencia, etc.

El presente procedimiento puede incluir adicionalmente la etapa de realizar una o mas pruebas preliminares sobre el modelo para comprobar que la position de cada parte de las extremidades del alumno durante el proceso respeta las caracterlsticas de la ergonomla del alumno. Esto se lleva a cabo, tal como se vera mas adelante en la description del presente dispositivo, por medio de camaras asociadas al alumno.

El procedimiento puede incluir adicionalmente tambien la etapa de realizar una clase teorica de formation previa, por ejemplo a traves de material multimedia. Se dispone asl un programa formativo a los alumnos que quieran alcanzar tanto los conocimientos basicos relacionados con la laparoscopia asl como otras tecnicas quirurgicas mlnimamente invasivas. El programa formativo puede ser generado de manera automatica de acuerdo con determinados parametros tales como el objetivo del aprendizaje y el entrenamiento (habilidades y competencias que se pretenden adquirir), la experiencia del alumno y su evolution formativa. Esto permite ofrecer al alumno un curso formativo personalizado basado en las capacidades del alumno.

Se preve que la estructura del programa formativo comprenda varios modulos, tales como por lo menos un modulo de adquisicion del conocimiento, un modulo de adquisicion psicomotora y un modulo de integration del conocimiento y habilidades psicomotoras. El modulo de adquisicion del conocimiento se considera importante dado que un proceso quirurgico esta basado mas en conocimiento que en entrenamiento tecnico. El maximo beneficio se obtiene si la ensenanza del conocimiento se da justo antes del entrenamiento de los ejercicios. La evaluation en este modulo puede realizarse, por ejemplo, mediante un examen tipo test de multirespuesta. En el modulo de adquisicion psicomotora se incluye la evaluacion de las habilidades innatas que cada alumno tiene y asl determinar el tiempo que necesitara cada uno de los alumnos en adquirir las habilidades necesarias. Los ejercicios para entrenar las habilidades basicas asociadas a la cirugla laparoscopica pueden ser coordination entre la mano y el ojo, el manejo de la camara, mecanismos de sujecion

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(impresion tactil con las pinzas de laparoscopia), manejo del instrumento, tiempo y movimiento, corte, etc.

En combination con los citados modulos formativos, puede establecerse un conjunto de requisitos previos y posteriores conjuntamente con analisis de resultados obtenidos por un alumno para generar automaticamente el programa de formation. El orden y numero de repeticiones de cada ejercicio puede definirse dinamicamente segun necesidades del alumno y aspectos a aprender.

Los modulos formativos pueden comprender una parte teorica, basada, por ejemplo, en documentos multimedia con audio y video, un test de respuestas multiples que evalua el conocimiento adquirido, y una parte practica donde se pone en contexto el ejercicio, por ejemplo la visualization de una cirugla con la tecnica concreta a entrenar, y se detallan los aspectos a entrenar proporcionandose instrucciones adecuadas, un tutorial para preparar el escenario y las herramientas necesarias.

Tras los modulos formativos, el alumno puede realizar el ejercicio y repetirlo, si se requiere. El ejercicio realizado por el alumno es evaluado entonces para medir la destreza y la suficiencia adquirida. Posteriormente, pueden mostrarse estadlsticas del ejercicio, el resultado de la evaluation y una clasificacion entre alumnos ordenados de acuerdo con los resultados obtenidos por cada uno de ellos en los ejercicios realizados. Esta information esta conectada en red, para acceso remoto.

Los modulos formativos permiten reducir la necesidad de la presencia flsica del mentor durante el proceso de aprendizaje, mientras que el sistema de evaluacion y certification permite, a traves de una capacidad de detection, almacenamiento y evaluacion de la realization de los ejercicios, evaluar de manera objetiva de la calidad de ejecucion de los ejercicios por parte del alumno. En combinacion con esta caracterlstica, el presente procedimiento permite la certificacion de capacidades de un alumno. Esta es una caracterlstica importante del presente procedimiento y dispositivo.

Con este procedimiento se proporciona al alumno ejercicios junto con una tecnologla de evaluacion incorporada con la que el alumno puede adquirir habilidades basicas, tecnicas quirurgicas especlficas y conocimientos teoricos para la practica de la laparoscopia e intervenciones similares.

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Con el fin de simular una situation real, por ejemplo en niveles avanzados, de mayor dificultad, de acuerdo con el presente procedimiento, pueden intervenir agentes perturbadores externos en la realization de alguna de las pruebas para simular una situacion real. En este modo de simulation real, se proporciona, por lo tanto, information e interactividad del alumno adicional con el objetivo de una inmersion sensorial en el entorno de trabajo real. Reproduciendo las condiciones reales en quirofano, tanto a nivel sensorial como de toma de decisiones, es posible entrenar al alumno de una manera mas eficiente. En los casos en que este modo de simulacion real exige interaction entre el alumno y su entorno, se miden y se registran diversos aspectos relacionados con la toma de decisiones en dos niveles: si la action tomada es o no correcta y el tiempo de reaction del alumno.

Ejemplos del modo de simulacion real en la que se genere un ambiente que emule condiciones reales de quirofano pueden ser reproducir el sonido ambiente existente en el quirofano. Los sonidos pueden provenir de grabaciones de quirofano en situaciones reales, incluyendo voces, sonidos ambiente, sonidos de diferentes aparatos de soporte vital, etc. Otro ejemplo es aplicar diferentes efectos de realidad virtual sobre la vista de la camara laparoscopica entrenando al alumno en condiciones reales para que realice las acciones pertinentes y necesarias, es decir, para que sea capaz de tomar decisiones en situaciones de estres. Alguno de los efectos que pueden programarse pueden ser, por ejemplo, la distorsion de una camara por desenfocado de la optica y/o por vaho en el extremo de la misma, la generation de salpicaduras de sangre u otros fluidos aplicados al extremo de la optica, la generacion de humo debido a la cauterization de tejidos, etc. Tambien puede realizarse una emulation realista de diferentes instrumentos que pueden encontrarse en el quirofano. Por ejemplo, puede reproducirse diferentes senales de soporte vital que varlen durante la ejecucion de los diferentes ejercicios. Otro ejemplo para mantener al alumno en maxima tension y simular la toma de decisiones en una situacion similar a la real en un quirofano es realizar intervenciones aleatorias que perturben al alumno, por ejemplo generar preguntas durante la ejecucion del ejercicio para simular un entorno similar al que se encontrarla en la realidad.

El alumno debe atender entonces a estas senales e interactuar con los aparatos. De esta manera se entrena al alumno para la toma de decisiones bajo situaciones de estres, cercanas lo maximo posible a la realidad, donde el alumno tiene que reaccionar con decision y realizar determinadas acciones para corregir la situacion. El tiempo de reaccion asl como

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las acciones emprendidas se evalua y se registra en una unidad de control del dispositivo, que se describira mas adelante, y se introducen como variables en la evaluation final del ejercicio.

La etapa de evaluar cualitativa y cuantitativamente las pruebas comprende adicionalmente proporcionar una valoracion global final con information en forma numerica o grafica incluyendo valores y/o estadlsticas acerca de diferentes metricas de evaluacion establecidas.

De acuerdo con una importante caracterlstica del presente procedimiento, dicha etapa de evaluar las pruebas realizadas por el alumno incluye, ademas, la emision de una acreditacion de que el alumno ha realizado el ejercicio satisfactoriamente, otorgandole las habilidades necesarias para realizar operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares.

Tal como se ha indicado, en el presente procedimiento se contempla la comunicacion entre el dispositivo y el alumno. Esta comunicacion se basa en el uso de diferentes canales sensoriales para proporcionar informacion auditiva y/o visual y/o tactil. Esta interaction entre el dispositivo y el alumno permite proporcionar una serie de ayudas durante el proceso de aprendizaje y practica de los diferentes ejercicios. Ademas, la comunicacion entre el equipo y el alumno permite reducir ventajosamente la necesidad de mentor durante la ejecucion de los ejercicios y por lo tanto aumentar la independencia del alumno. Esto tiene la gran ventaja de que el alumno puede acceder libremente a la practica de los ejercicios aumentando su dedication sin depender de la presencia de un mentor.

En un primer ejemplo de comunicacion entre el presente dispositivo y el alumno de acuerdo con el presente procedimiento, la interaccion puede ser auditiva. En este sentido, pueden generarse sonidos que, por ejemplo, permitan guiar las herramientas hacia los puntos de interes o puntos objetivo del organo simulado. Estos sonidos se modulan en frecuencia, volumen y frecuencia de repetition segun ciertos criterios tales como la distancia de la herramienta respecto al objetivo, la experiencia del alumno, etc.

En un segundo ejemplo de comunicacion entre el equipo y el alumno de acuerdo con el presente procedimiento, la interaccion puede ser visual. Pueden generarse una serie de marcadores, tales como marcadores visuales sinteticos o virtuales destinados a ayudar en la

correcta ejecucion de los ejercicios. Estos marcadores se proyectan sobre una pantalla donde se representa la vista laparoscopica, por ejemplo. Una posible implementation de estos marcadores puede ser la generation de una flecha que indique la direction que debe tomar la herramienta para alcanzar un punto objetivo. De este modo, puede proporcionarse 5 un guiado visual al alumno consistente en generar una gula optica superpuesta a la imagen proveniente, por ejemplo, de un laparoscopio. Esta imagen, que forma una realidad virtual, puede generarse de multiples maneras, tales como la representation del vector de minima distancia entre el centro de la imagen o el elemento terminal de la herramienta y el objetivo a alcanzar, un visor con marca de direccion, etc. La information proporcionada puede 10 ampliarse con una dimension adicional que de idea de la distancia absoluta entre el elemento a posicionar, (camara o elemento terminal de las herramientas de laparoscopia) y el objetivo a alcanzar. Esta nueva dimension se muestra mediante una gula de color, por transparencia o por anchura de la marca optica. La implementacion depende de cada ejercicio y esta abierta a distintas formas de representacion.

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En general, puede realizarse una reproduction continua del ejercicio que ha sido grabado. Tambien puede realizarse una reproduccion interactiva automatica, donde el video puede detenerse en una subtarea, por ejemplo, y no activarse hasta que el alumno haya realizado dicha subtarea satisfactoriamente. Esta reproduccion interactiva automatica se basa en el 20 conocimiento de la position de la camara y las herramientas que permite calcular los errores de posicion y orientation de la ejecucion ideal y la real.

En un tercer ejemplo de comunicacion entre el equipo y el alumno de acuerdo con el presente procedimiento, la interaction puede ser haptica. En el presente procedimiento, la 25 realization de los ejercicios con retorno haptico permite informar al alumno en tiempo real

acerca de la calidad del ejercicio que esta realizando. Este retorno haptico puede realizarse mediante senales relativas a diversos canales sensoriales seleccionados de uno o mas de audio, video, fuerza de frecuencia variable en funcion de la calidad de ejecucion del ejercicio, etc. En un ejemplo no limitativo, la comunicacion haptica se realiza produciendo 30 vibraciones para generar informacion sobre el estado de la ejecucion del ejercicio. La vibration, que puede transmitirse a traves de la herramienta a la mano del alumno, puede variar en frecuencia e intensidad segun determinados parametros (por ejemplo distancia entre la herramienta y el punto objetivo).

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En un cuarto ejemplo de comunicacion entre el equipo y el alumno de acuerdo con el presente procedimiento, la interaction puede ser de tipo visual comparativo. En particular, en una realization del presente procedimiento, la etapa de visualizar las pruebas realizadas por el alumno puede comprender visualizar pruebas realizadas previamente de manera ideal las cuales se superponen, es decir, se visualizan en una misma pantalla o monitor, sobre imagenes correspondientes a una prueba que esta realizando el alumno en ese momento. Esta visualization doble superpuesta, denominada modo "ghost', se realiza de manera activa y dinamica. Una de las imagenes proyectadas puede corresponder, por ejemplo, a la vision actual del laparoscopio (por ejemplo representando la ejecucion de un ejercicio, o parte del mismo), y otra de las imagenes proyectadas, que puede presentar un cierto grado de transparencia, puede corresponder, por ejemplo, a la correcta realizacion del mismo ejercicio por parte de un mentor y que ha sido registrada previamente. Esta segunda imagen podrla corresponder, en otros casos, por ejemplo, a un ejercicio realizado previamente por el mismo alumno, o por otro alumno, etc.

Este tipo de comunicacion, modo "ghost', entre el equipo y el alumno ofrece una gula interactiva de los movimientos que debe realizar el alumno. El hecho de que la superposition de las imagenes sea activa significa que la reproduction de la imagen de video puede detenerse y reanudarse en funcion de una serie de criterios determinados, tales como ejemplo la distancia entre la herramienta de una imagen y la herramienta de la otra imagen. El hecho de que la superposicion de las imagenes sea dinamica significa que la reproduccion es sensible a los cambios de position de la camara, por ejemplo, una camara laparoscopica, para proyectar correctamente la imagen comparada. Dado el conocimiento de la posicion y orientacion de la camara tanto en el momento de grabacion como de ejecucion y, mediante tecnicas de deformation y proyeccion de imagenes, las imagenes pueden superponerse con independencia del movimiento de la camara en tiempo de ejecucion.

Para llevar a cabo el procedimiento que se ha descrito anteriormente se propone tambien aqul un dispositivo para el aprendizaje y entrenamiento de operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares. El presente dispositivo esta disenado para llevar a cabo por lo menos las etapas que se han descrito anteriormente permitiendo, por lo tanto, la ejecucion de diversos ejercicios conjuntamente con un analisis y evaluation de la realizacion de los mismos de acuerdo con dicho procedimiento.

En particular, el presente dispositivo comprende medios para realizar una o mas pruebas o ejercicios por parte de un alumno. Estos medios para realizar una o mas pruebas comprenden un espacio de trabajo. El espacio de trabajo esta adaptado convenientemente para alojar un modelo flsico de un organo, tal como por ejemplo la pared abdominal, la zona 5 osea de la pelvis, etc. para la practica de un procedimiento laparoscopico. El modelo flsico puede adaptarse a multiples estrategias de aprendizaje y permite entrenar multiples situaciones cllnicas.

El espacio de trabajo incorpora tambien elementos operativos activos y pasivos con los que 10 tiene que interactuar el alumno a traves de herramientas de cirugla, tal como se describira mas adelante en detalle.

De acuerdo con una importante caracterlstica del presente dispositivo, el espacio de trabajo es modular. Esto significa que el mismo espacio de trabajo esta adaptado para incorporar 15 diferentes modelos flsicos. Esto tiene la ventaja de que el equipo es facilmente ampliable y, en general, configurable de acuerdo con las necesidades de cada ejercicio y de los alumnos. Ademas, gracias al caracter modular del dispositivo, el tiempo necesario para pasar de la realization de un ejercicio a otro es mlnimo.

20 El dispositivo incorpora una o varias herramientas de cirugla. Estas herramientas de cirugla permiten realizar ejercicios que pueden establecerse por grados de acuerdo con diferentes niveles de dificultad. Las citadas herramientas de cirugla estan destinadas a operar en el espacio de trabajo y son preferiblemente herramientas laparoscopicas, aunque podrlan ser herramientas que se utilizan en otras intervenciones. En cualquier caso, el dispositivo 25 incorpora herramientas, por ejemplo laparoscopicas, reales. Esto permite una emulation interactiva de los diferentes equipos medicos utilizados durante una intervention que respeta al maximo el entorno quirurgico.

Las herramientas del presente dispositivo se definen como un conjunto. El conjunto de 30 herramienta esta formado por al menos un util de laparoscopia real, un adaptador intercambiable y un trocar.

El adaptador intercambiable esta adaptado para recibir el util de laparoscopia e insertarse, a traves del trocar correspondiente, a traves de la pared que da acceso al espacio de trabajo.

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El adaptador intercambiable permite, por lo tanto, utilizar multiples utiles de laparoscopia en el presente dispositivo para realizar distintos ejercicios.

Cada trocar comprende, en un extremo, una zona de recepcion del util laparoscopico. El extremo opuesto del trocar esta adaptado para acoplarse en una zona de articulacion destinada a acoplarse en el del adaptador que, a su vez, esta montado en el espacio de trabajo. En el cada trocar se dispone una conexion a la unidad central y a la camara asociada, que se describiran mas adelante. La conexion puede disponerse, por ejemplo, en la zona de recepcion del adaptador o en la zona de articulacion. En un ejemplo, la zona de articulacion puede ser esferica, definiendo una articulacion tipo rotula.

Con la configuration descrita, el presente dispositivo permite un facil y rapido intercambio de los conjuntos de herramienta.

Se disponen tambien medios para determinar la position y la orientation de la herramienta en varios puntos, por ejemplo en seis puntos. Esto permite controlar la posicion de la herramienta en diferentes puntos de abordaje durante la ejecucion del ejercicio. Los medios para determinar la posicion y la orientacion de la herramienta comprenden una serie de sensores para el registro y el analisis de los ejercicios, y varias camaras para el control de los diferentes elementos del espacio de trabajo, tal como se describira mas adelante con mayor detalle.

Tal como se ha indicado anteriormente, el presente dispositivo incluye una unidad de control y comunicaciones. La unidad de control y comunicaciones esta adaptada para controlar adecuadamente por lo menos el espacio de trabajo y las herramientas asl como registrar el estado de dichos elementos, incluyendo el modelo flsico, los elementos operativos activos y pasivos del espacio de trabajo, las camaras y los sensores.

La unidad de control y comunicaciones puede ser un ordenador personal conectado al espacio de trabajo y a las herramientas capaz de ejecutar un programa de software que controla el dispositivo, recogiendo y monitorizando todas las senales de entrada y salida de los sensores, camaras, pantalla, audio, etc. Este programa de software permite gestionar toda la information referente a los alumnos, la ejecucion de los ejercicios y la evaluation de resultados. Tambien, la unidad de control es capaz de gestionar una conexion a red para almacenamiento remoto.

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Por otra parte, la unidad de control permite tambien mantener una base de datos local. Esta base de datos almacena todos los datos requeridos, numericos y multimedia, y permite la recuperacion y analisis de los datos referentes a los ejercicios realizados por los alumnos. La grabacion y analisis de datos se realiza a traves del citado programa de software que ejecuta el ordenador. Mediante la base de datos es posible generar datos estadlsticos generales, es decir, dentro de un modulo formativo, y datos estadlsticos por ejercicio de cada modulo.

La unidad de control es tambien la encargada de gestionar la interfaz de usuario. La interfaz grafica muestra information al alumno, tal como information de montaje del ejercicio, information de ejecucion del ejercicio, informacion acerca del resultado del ejercicio. etc. La interfaz de usuario se describira mas adelante en detalle.

El dispositivo incluye medios para sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el alumno. Estos incluyen medios para determinar la position y orientation de la herramienta de cirugla y medios de grabacion de video gestionados por la citada unidad de control para controlar el proceso de ejecucion de las pruebas realizadas por el alumno.

Los citados medios para sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el alumno comprenden camaras y sensores configurados para detectar y controlar el espacio de trabajo, y as! permitir realizar un seguimiento eficaz de la ejecucion del ejercicio y su posterior analisis.

En una posible realizacion del dispositivo, las camaras de los medios para sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el alumno pueden ser una o mas de las siguientes: una o mas camaras subjetivas asociadas al alumno, una o mas camaras objetivas asociadas al modelo flsico, una o mas camaras asociadas a la herramienta y una o mas camaras externas de analisis de la ergonomla y la posicion del alumno.

En un ejemplo practico, los medios para sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el alumno incluyen un camara objetiva asociada al modelo flsico en el espacio de trabajo, una camara asociada a la herramienta laparoscopica y una camara externa de analisis de la ergonomla y la posicion del alumno.

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La camara o camaras objetivas asociadas al modelo flsico en el espacio de trabajo estan adaptadas para registrar el movimiento de determinados elementos del espacio de trabajo, tal como por ejemplo las herramientas y los elementos operativos del modelo flsico.

La camara o camaras externas de analisis de la ergonomla y la posicion del alumno permiten adquirir datos anatomicos y posturales del alumno. Esto permite observar, y corregir si es necesario, la ergonomla del alumno, por ejemplo la posicion de las manos mientras se realizan los ejercicios. Para conseguir este objetivo, se dispone, por ejemplo, una camara acoplada o incorporada en la parte superior de la pantalla del dispositivo para grabar la postura del alumno. La pantalla del dispositivo se describira mas adelante en detalle. Tanto el alumno como el mentor pueden revisar la grabacion realizada por la camara y realizar un analisis de la ergonomla y la posicion del alumno con el fin de corregir y mejorar la ergonomla del tronco y de las extremidades superiores del alumno.

En cuanto a los sensores de los medios para sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el alumno, y en particular los sensores asociados a las herramientas con las que se realizan los ejercicios, estos pueden ser mecanicos, opticos o de cualquier otro tipo adecuado. En cualquier caso, dichos sensores son adecuados detectar la posicion y la orientacion de la herramienta utilizada durante la ejecucion de los ejercicios y proporcionar la information a la unidad de control, tal como se ha indicado.

Mas concretamente, los citados sensores asociados a las herramientas con las que se realizan los ejercicios estan adaptados convenientemente para detectar movimientos de cuatro grados de libertad. En particular, estan adaptados convenientemente para detectar y medir movimientos de rotation en un eje X, rotation en un eje Y, rotation en un eje Z y desplazamiento en dicho eje Z. Hay que destacar especialmente el hecho de que la detection y medicion del desplazamiento en el eje Z es de gran importancia ya que permite determinar la profundidad a la que esta actuando el trocar del conjunto de herramienta, variable no contemplada, entre otras, por los dispositivos de la tecnica anterior.

Estos sensores asociados a las herramientas con las que se realizan los ejercicios pueden ser, como se ha indicado, de tipo mecanico de bajo rozamiento basados en un potenciometro, para la medicion de la rotacion absoluta de la herramienta. Estos sensores van encapsulados en el trocar, ya sea en la zona de articulation del trocar o en la zona de reception, y permiten detectar y medir el giro en dos grados de libertad sobre un mismo

plano, es decir, alrededor de dos ejes X e Y, de la zona de articulacion del trocar, que actua como una rotula capaz de girar respecto al espacio de trabajo, por ejemplo a traves de una pared abdominal. Estos sensores tambien permiten detectar y medir el giro en un tercer eje Z de la herramienta y tambien el desplazamiento de la misma a lo largo de dicho eje Z.

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En el presente dispositivo no se descartan, sin embargo, otros sensores basados en tecnologlas distintas. Por ejemplo, los inventores han encontrado que puede resultar muy ventajoso utilizar sensores basados en tecnologla optica, constituidos por al menos un emisor laser y por lo menos un receptor formado por una matriz de foto-sensores. Este tipo 10 de sensores basados en tecnologla optica pueden ser preferibles frente a otros por su mayor precision y por ser independientes de la tension de alimentacion del circuito electrico del dispositivo.

En cualquier caso, el presente dispositivo esta adaptado convenientemente para detectar y 15 medir convenientemente el movimiento de la herramienta con la que el alumno esta ejecutando el ejercicio de acuerdo con cuatro grados de libertad, tal como se ha indicado. Esto se realiza manteniendo las especificaciones de diametros del util de laparoscopia estandar gracias al adaptador intercambiable sin alterar los movimientos naturales de la herramienta y/o sin alterar las fuerzas ejercidas. Con ello se consigue tambien respetar la 20 transparencia del conjunto de herramienta original de modo que se consigue una minima contribution de fuerzas artificiales al movimiento de la herramienta.

El presente dispositivo incluye, ademas, medios de visualization de las pruebas realizadas por el alumno. Estos medios de visualizacion pueden comprender por lo menos una 25 pantalla, preferiblemente una pantalla de tipo tactil. La pantalla no solamente permite visualizar las pruebas realizadas por el alumno sino tambien proporcionar la interfaz de usuario citada anteriormente que permite la comunicacion e interaction entre el alumno y el dispositivo.

30 La interfaz de usuario es una interfaz grafica disenada para permitir una interaccion facil e intuitiva tanto del alumno como del mentor con el dispositivo. Desde el punto de vista del alumno, la interfaz de usuario permite la selection y ejecucion de los diferentes ejercicios a realizar.

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En particular, dicha interfaz de usuario puede dividirse en modulos de entrada de datos y modulos de salida o generation de information.

Los modulos de entrada de datos estan constituidos por la citada pantalla tactil y, si se requiere, un teclado, una rueda de desplazamiento ("trackbair) o similar y unos pedales que permiten acceder o activar ciertas funcionalidades, tal como por ejemplo, pasar de pantalla en un menu, aceptar una option, etc. La incorporation de pedales como modulo de entrada permite familiarizar al alumno con el uso de los pedales utilizados en quirofano en una situation real.

Los modulos de salida o generacion de informacion incluyen tambien la citada pantalla tactil y, si se requiere, unos altavoces. Los altavoces permiten que la interfaz de usuario emita audio para proporcionar ayudas al alumno durante la ejecucion de los ejercicios y tambien para emular las condiciones reales de un quirofano reproduciendo sonidos grabados durante una situacion real.

Los modulos de salida tambien pueden incluir un sistema haptico para generar informacion adicional al alumno a traves de las herramientas. El sistema haptico esta combinado con los citados sensores incorporados en la herramienta, y permiten transmitir informacion haptica al alumno mientras esta realizando un ejercicio informandole se situaciones o estados relevantes del ejercicio.

A continuation se explica el funcionamiento del presente dispositivo en la realization de un ejercicio. En primer lugar, el alumno es identificado debidamente, por ejemplo introduciendo sus datos o seleccionando su ficha de la base de datos. Esto puede complementarse con la camara dispuesta en la pantalla tactil que garantiza la identidad del alumno que va a realizar el ejercicio. Una vez identificado el alumno, este puede acceder a la consulta de su expediente si ha sido previamente registrado. El expediente del alumno puede contener, por ejemplo, cada una de las ejecuciones de los diferentes ejercicios (visualization de los diferentes videos grabados y datos) como el nivel de su evolution (consulta de sus progresos, curvas de aprendizaje, etc.). Al seleccionar el alumno el ejercicio que quiere o que tiene que ejecutar, lo cual puede realizarse, como se ha indicado, por ejemplo, a traves de un pedal, el presente dispositivo, a traves de la interfaz, proporciona al alumno las instrucciones pertinentes para su correcta ejecucion, por ejemplo en formato de video y de texto enriquecido. Dichas instrucciones permiten al usuario preparar el escenario de trabajo

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y determinar cuales son las herramientas laparoscopicas a utilizar. El alumno realiza entonces el ejercicio con el conjunto de herramienta indicado. Cuando el ejercicio se ha completado, el dispositivo muestra los resultados en forma de estadlsticas, visualization de video, etc.

Se prefiere que la pantalla sea movil, en rotation e inclination, para poderla orientar adecuadamente hacia el usuario. La pantalla puede incorporar un brazo para que el usuario la pueda mover con el fin de disponerla en la mejor orientation para la ejecucion de los ejercicios. El hecho de que la interaction entre el alumno y la interfaz se realice preferiblemente mediante una pantalla tactil y con el uso de pedales permite que los ejercicios se realicen de manera muy dinamica ya que el alumno interacciona directamente con la interfaz.

Es importante notar que los citados medios para sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el usuario estan adaptados para analizar y evaluar dichas pruebas cualitativa y cuantitativamente, y en tiempo real y/o a posteriori, una vez realizado y registrado el ejercicio. Esto lo realiza el usuario automaticamente y de manera autonoma. La disposition de estos medios en el presente dispositivo hace que no sea necesaria la intervention de un mentor en el proceso de evaluation de la ejecucion de los ejercicios, o que esta sea minima para muchos casos.

El presente dispositivo permite realizar ejercicios en modo tutorla. El modo tutorla ofrece una serie de ayudas al alumno para que pueda realizar los ejercicios de manera correcta. Estas ayudas se ofrecen durante tiempo de ejecucion y no se deben confundir con las instrucciones previas a la ejecucion del mismo. Se utilizan diferentes canales sensoriales para transmitir esta information, ya sea auditivos, visuales e incluso por realimentacion de fuerza. Este modo se aplica como primer paso dentro del curso formativo y permite disminuir la necesidad de mentor, dado que puede sustituir en muchas de sus tareas basicas.

El presente dispositivo permite realizar tambien ejercicios en modo evaluacion. Este modo esta disenado para evaluar la ejecucion de los diferentes ejercicios para generar el curriculum formativo del alumno. Las estadlsticas se utilizan, en este caso, para generar la evaluacion numerica del proceso de aprendizaje. Este modulo funciona conjuntamente con un modo inteligente opcional que permite generar automaticamente el orden de los ejercicios. Este modo inteligente puede funcionar de acuerdo con las habilidades analizadas

del alumno. El modo inteligente permite proporcionar cursos formativos y programas de entrenamiento personalizados y adaptados a la evolucion de cada alumno y a sus necesidades espedficas.

5 Las ventajas del procedimiento y el dispositivo descritos son numerosas. Con la configuracion descrita, el presente procedimiento y dispositivo permite realizar ejercicios avanzados, por ejemplo, ejercicios que requieren el uso de energia por la diseccion y coagulacion de determinados tejidos, y ofrecer al alumno una medida de la calidad real de la ejecucion del ejercicio.

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Otra ventaja importante del presente procedimiento y dispositivo es que con la conexion en red es posible gestionar de manera remota los programas de entrenamiento, el acceso y evaluation de los alumnos y los ejercicios realizados, mensajeria bidireccional mentor- alumno y mentor-grupo de alumnos. Ademas, con la conexion en red es posible tambien

15 ejecutar ejercicios monitorizados remotamente por el mentor, ya sea en tiempo de ejecucion o a posteriori. En cualquier caso, es importante destacar que el analisis y la evaluacion de los ejercicios lo realiza el usuario automaticamente y de manera autonoma, con una presencia del mentor minima o practicamente nula.

20 Con el presente procedimiento y dispositivo, las comunidades docentes pueden verse beneficiadas de curriculums estandarizados validados de usuarios que han conseguido la competencia tecnica requerida, minimizando el tiempo perdido, y focalizandose en el aprendizaje de las habilidades necesarias para una practica clmica espedfica.

25 Otras ventajas importantes del presente procedimiento y dispositivo es que el alumno tiene la posibilidad de realizar practicas repetitivas, si bien pueden configurarse para que el ejercicio presente variaciones aleatorias, por ejemplo variation aleatoria de la position y el tipo de elementos operativos en el espacio de trabajo.

30 El presente procedimiento y dispositivo permite asi un aprendizaje individualizado a traves de ejercicios reproducibles que pueden ser estandarizados, haciendo que los alumnos sean participantes activos.

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Otros objetos, ventajas y caracterlsticas de realizaciones del presente procedimiento y dispositivo se pondran de manifiesto para el experto en la materia a partir de la descripcion, o se podran derivar al ponerla en practica.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

A continuacion se describiran realizaciones particulares de la presente invencion a tltulo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva general de una realizacion de ejemplo de un dispositivo para el aprendizaje y entrenamiento de operaciones de cirugla laparoscopica;

La figura 2 es una vista esquematica en alzado que muestra, en despiece, un ejemplo de un conjunto de herramienta laparoscopica para utilizarse en el dispositivo de la figura 1;

La figura 3 es una vista en alzado frontal de una realizacion de un modelo flsico para utilizarse en el dispositivo de la figura 1, con varios elementos operativos dispuestos en el mismo, y con un conjunto de herramienta preparado para realizar un ejercicio;

Las figuras 4a y 4b muestran esquematicamente dos ejemplos, de los muchos posibles, de elementos operativos para montarse en el modelo flsico mostrado en la figura 3; y La figura 5 es una vista en perspectiva seccionada del conjunto trocar- adaptador del conjunto de herramienta laparoscopica.

EXPOSICION DETALLADA DE MODOS DE REALIZACION

A continuacion se describe un ejemplo particular, pero no limitativo, de un dispositivo para el aprendizaje y entrenamiento de operaciones de cirugla laparoscopica. Aunque en el presente ejemplo el dispositivo se describe adaptado para intervenciones de cirugla laparoscopica, el mismo es susceptible de utilizarse tambien para proporcionar a un usuario, alumno, cirujano, etc. habilidades quirurgicas necesarias para otras intervenciones.

El dispositivo que se ilustra de manera general en la figura 1 se ha designado en conjunto por la referencia 100. Este dispositivo 100 esta adaptado para realizar diversos ejercicios y analizarlos y evaluarlos cualitativa y cuantitativamente de una manera simple y precisa automaticamente y de manera autonoma por parte del propio alumno, ya sea en tiempo real y/o a posteriori, tal como se vera en lo sucesivo.

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De acuerdo con la figura 1 de los dibujos, el dispositivo 100 que se ilustra a modo de ejemplo comprende una estructura fija o torre de laparoscopia 105. Esta estructura fija 105 esta adaptada convenientemente para soportar todos los elementos que conforman el dispositivo 100 o estacion de trabajo, los cuales se describen a continuacion. La estructura fija 105 incluye en su parte inferior unas ruedas bloqueables 106 para hacerla transportable. La estructura 105 presenta una configuration compacta, de tamano contenido. Esta caracterlstica, en combination las citadas ruedas bloqueables 106, hace que el dispositivo 100 sea portatil. Se preve, ademas, que la estructura fija 105 sea regulable en altura y que tambien permita la inclination del espacio de trabajo 210, el cual se describira a continuacion, para que sea adaptable a practicamente cualquier alumno. La posibilidad de variar la inclinacion del espacio de trabajo 210 permite, por ejemplo, simular de manera precisa un paciente con las piernas ligeramente levantadas.

La estructura fija 105 del dispositivo 100 soporta, entre otros elementos, medios para realizar una o mas pruebas por parte de un alumno. Estos medios, designados en conjunto por 200, comprenden el citado espacio de trabajo o caja de entreno 210 que se ha mencionado anteriormente. Este espacio de trabajo 210, que tiene caracter modular, tal como se explicara a continuacion, esta definido por una plataforma 215 que es desplazable respecto a la estructura fija 105, por ejemplo, mediante unos ralles (no mostrados). La plataforma desplazable 215, tal como muestra la figura 1, tiene unas paredes 215a que definen un espacio interior adaptado para recibir un modelo flsico 220 de caracter modular. La plataforma desplazable 215 puede fijarse a la estructura 105 durante el funcionamiento del dispositivo, evitando que esta se desplace mientras se esta realizando el ejercicio. En el caso particular del ejemplo ilustrado, el espacio de trabajo 210 queda configurado como un cajon desplazable respecto a la estructura fija 105, lo cual hace que el espacio de trabajo 210 sea facilmente intercambiable montando modulos de modelos flsicos 220 distintos segun el ejercicio.

Tal como se ha indicado, la plataforma desplazable 215 define un espacio interior que define el espacio de trabajo 210 adaptado para recibir el citado modelo flsico 220 que puede reproducir, por ejemplo, volumenes, planos y puntos de acceso de una zona osea de la pelvis. Sin embargo, el espacio de trabajo 210 del presente dispositivo esta adaptado para recibir otros muchos modelos flsicos 220 tales, como, por ejemplo, una pared abdominal, etc. y de este modo poder practicar, con el mismo dispositivo 100, multiples ejercicios diferentes adaptandose facilmente as! a las necesidades de cada ejercicio y de cada

alumno. Consecuentemente, el tiempo necesario para pasar de la realizacion de un ejercicio a otro es mlnimo.

El espacio de trabajo 210, definido por el espacio interior encerrado por las paredes 215a y 5 la plataforma desplazable 215, se completa con una cubierta superior 216. En la realizacion ilustrada, la cubierta superior 216 presenta forma curva. Aunque pueden disponerse cubiertas 216 de cualquier forma, tal como plana, los inventores han encontrado que una cubierta superior 216 de forma convexa se aproxima mas a la realidad para simular una pared abdominal, por ejemplo. La cubierta superior 216 incluye una serie de orificios 10 pasantes 217.

En la figura 2 se muestra en detalle y de manera esquematica un conjunto de herramienta 230 para la realizacion de un ejercicio con el presente dispositivo 100. En el ejemplo ilustrado en dicha figura, se trata de una herramienta laparoscopica real 230 que comprende 15 un util laparoscopico 234, un adaptador intercambiable 235 y un trocar 236.

Cada trocar 236 contiene una unidad de control propia, asl como la electronica y la mecanica necesaria para la medida de los movimientos. Asimismo, cada trocar 236 permite por si mismo llevar a cabo su calibration, asl como la comunicacion con una unidad de 20 control 500 que se describira mas adelante.

El adaptador intercambiable 235 esta disenado para recibir el trocar 236 haciendo que no sea necesario modificar los utiles laparoscopicos 234. Con el adaptador intercambiable 235 pueden utilizarse diferentes utiles laparoscopicos 234 estandar existentes en el mercado, tal 25 como por ejemplo utiles laparoscopicos estandar de 5 a 12 mm de diametro con independencia de su longitud o del tipo de mango que incorporen. El adaptador intercambiable 235 puede incluir unas gulas para garantizar siempre un correcto acoplamiento de los diferentes trocares 236 en el espacio de trabajo 210.

30 El trocar 236 incorpora un indicador que comprende por lo menos un diodo emisor de luz destinado informar al alumno del estado del conjunto de herramienta laparoscopica 230, indicandole si el dispositivo 100 esta activo o no, y si el trocar 236 esta insertado correctamente o no en el espacio de trabajo 210.

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Tal como se muestra en la figura 5, el trocar 236 comprende una zona de recepcion 237. La zona de recepcion 237 incluye un paso 237a para recibir el util laparoscopico 234 de modo que este pueda acceder al espacio de trabajo 210 para la practica de un ejercicio. El trocar 236 esta adaptado para acoplarse en una zona de articulation 238. Esta zona de articulation 238 presenta una forma esferica disenada para encajar de manera que puede oscilar en el adaptador intercambiable 235 el cual, a su vez, esta acoplado en el orificio pasante 217 de la cubierta superior 216 del espacio de trabajo 210 actuando de este modo como una rotula con un movimiento de cuatro grados de libertad.

Los orificios 217 de la cubierta superior 216 estan distribuidos convenientemente en la superficie de la cubierta 216 para ejecutar una amplia gama de ejercicios de acuerdo con diferentes tecnicas. De este modo, a la hora de realizar el ejercicio el alumno, el dispositivo 100 puede determinar que conjunto de herramienta 230 y que orificio 217 de la cubierta 216 tiene que emplear.

Los conjuntos de herramientas laparoscopicas 230, o los utiles laparoscopicos 234, pueden almacenarse en un espacio o almacen 107 dispuesto en la estructura desplazable 105 del dispositivo 100. Este almacen 107 permite, ademas de almacenar los utiles laparoscopicos 234, recuperarlos e intercambiarlos facilmente durante la ejecucion de un ejercicio. Ademas, permite guardar las camaras 270 de los utiles laparoscopicos 234, las cuales se describen a continuacion.

El modelo flsico 220 que se monta en el espacio de trabajo 210 es capa de recibir una serie de elementos operativos 225 que se utilizan como elementos objetivo de los diferentes ejercicios. En las figuras 4a, 4b se muestran dos ejemplos, de los muchos posibles, de dichos elementos operativos 225. En general, los elementos operativos 225 comprenden una base 226 cuya parte inferior se prolonga en terminal 227 y cuya parte superior se prolonga en un cuerpo 228 que puede ser pasivo o activo en funcion de si es capaz de generar una senal o no durante la realization del ejercicio. En el ejemplo mostrado, los terminales 227 son conectores macho tipo "Jack" de 3,5 mm estereo (3 canales de comunicacion) aunque no se descartan otras configuraciones que permitan una conexion electrica de varios canales (analogico, digital, etc.)

El cuerpo 228 es la parte del elemento operativo 225 con la que interactua el extremo 234a del util laparoscopico 234. El cuerpo 228 presenta una configuration que varla en funcion el

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ejercicio a realizar. En el ejemplo de la figura 4a, el cuerpo 228 del elemento operativo 225 es pasivo y esta constituido por una anilla, mientras que en el ejemplo de la figura 4b, el cuerpo 228 del elemento operativo 225 es activo y esta constituido por un muelle en cuyo extremo superior se dispone un diodo emisor de luz 229 que puede ser de frecuencia infrarroja. Este diodo emisor de luz 229 es util para la deteccion de la deformacion del cuerpo 228 del elemento operativo 225 por el contacto con el util laparoscopico 234 durante el ejercicio. Esto permite medir la calidad de ejecucion del ejercicio. Tambien pueden incluirse detectores de contacto entre el elemento operativo 225 y el util laparoscopico 234. El muelle del elemento operativo 225 de la figura 4b define un cuerpo blando deformable que permite la realizacion de practicas de sutura. En general, pueden utilizarse estos elementos operativos 225 para el estudio de las tensiones y torsiones ejercidas durante la sutura.

El terminal 227 del elemento operativo 225 esta adaptado para alojarse en un orificio 221 formado en el modelo flsico 220, tal como se ha mostrado esquematicamente en las figuras 4a y 4b de los dibujos. El modelo flsico 220 puede incorporar una pluralidad de orificios 221 para recibir diversos elementos operativos 225. Pueden distribuirse, por lo tanto, elementos operativos 225 en el modelo flsico 220 en el espacio de trabajo 210 para realizar un ejercicio. Los ejercicios pueden comenzar por niveles mas faciles, donde se trabaje con elementos operativos 225 a los cuales el alumno puede un acceso mas facil con el util laparoscopico 234. Los elementos operativos 225 insertados en el modelo flsico 220 con un acceso mas diflcil pueden tener asignada una nota de evaluacion de mayor peso.

Los orificios 221 del modelo flsico 220 estan conectados electricamente a la unidad de control 500, la cual se describe en detalle mas adelante. Al insertar un elemento operativo 225 en un orificio 221 del modelo flsico 220 se establece un circuito electrico que se cierra cuando entra en juego el util laparoscopico 234 interactuando con los elementos operativos 225 insertados en el modelo flsico 221, lo cual ocurre, por ejemplo, cuando el util laparoscopico 234, manejado por el alumno durante el ejercicio, toca el cuerpo 228 del elemento operativo 225 con el extremo 234a del util laparoscopico 234. Lo sensores no solamente pueden detectar y medir el contacto entre el cuerpo 228 del elemento operativo 225 y el util laparoscopico 234 sino tambien la deformacion del elemento operativo 225, por ejemplo en el caso mostrado en la figura 4b, formado por un elemento elastico. El diodo emisor de luz 229 dispuesto en el extremo superior del muelle del cuerpo 228 permite informar acerca del estado del elemento operativo 225.

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La configuration del espacio de trabajo 210 que se ha descrito constituye un espacio de trabajo sensitivo, sobre un modelo fisico 220, que es monitorizado y registrado en todo momento, lo que permite recoger eficazmente datos relacionados con la ejecucion del ejercicio mediante los citados sensores y camaras 260 de la herramienta 230 en combination con los elementos operativos 225. Estos datos recogidos en el espacio de trabajo 210 mediante la ejecucion de un ejercicio sobre un modelo fisico 220 permiten generar, por una parte, una evaluation del alumno y, por otra parte, generar un conjunto de ayudas virtuales.

Tal como se ha indicado, cada conjunto de herramienta laparoscopica 230 lleva incorporada por lo menos una camara 270 que sigue el movimiento del util laparoscopico 234. Se trata de una camara endoscopica autoportante 270 adaptada para obtener una vision objetiva global de todo el espacio de trabajo 210 durante la ejecucion del ejercicio. Dicha camara 270 puede ser de infrarrojos e incorporar opticas reales de cualquier angulation (0°, 30°, 45°, etc.) y diametro (de 5 a 12 mm), y puede ser una camara de alta definition. La camara 270 asociada al util laparoscopico 234 permite al dispositivo 100 visualizar y registrar la position del conjunto de herramienta laparoscopica 230 durante la ejecucion de un ejercicio y de este modo permitir la revision de la ejecucion del ejercicio a posteriori. La camara 270 de cada conjunto de herramienta laparoscopica 230 esta conectada de manera independiente a la citada unidad de control 500 del dispositivo 100, la cual se describe mas adelante. Puede incluirse un elemento de fijacion (no mostrado), tal como un flexo, para fijar la position de la camara 270, en caso de ser necesario, permitiendo, a la vez, el movimiento del conjunto de herramienta laparoscopica 230 sin requerir de este modo un asistente de camara.

Se dispone tambien una o varias camaras 260 asociadas al espacio de trabajo 210. Se trata de camaras objetivas 260 que enfocan al modelo fisico 220 dispuesto en el espacio de trabajo 210 y que permiten visualizar y registrar el movimiento del conjunto de herramienta 230 durante la realization del ejercicio y su interaction con los elementos operativos 225 del espacio de trabajo 210 involucrados en dicho ejercicio. Las camaras 260 asociadas al espacio de trabajo 210 son de vision tridimensional para permitir realizar una reconstruction y registro de la position de los elementos operativos 225 del espacio de trabajo 210 de interes. Puede utilizarse un filtro UV para estas camaras 260 del dispositivo 100 de modo que sean inmunes a reflejos y otras fuentes de error. Este filtro se combina con emisores UV, basados en diodos emisores de luz, dispuestos en los elementos operativos 225 del

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espacio de trabajo 210 de interes. La information obtenida por las camaras 260 asociadas al espacio de trabajo 210 se envia a la unidad de control 500 que la utiliza para evaluar la calidad de la ejecucion del ejercicio en funcion de variables predeterminadas que definen la medida de la calidad, por ejemplo en terminos de colision, error, etc.

Pueden disponerse tambien medios 410 para controlar la position del alumno. Estos medios, constituidos en el ejemplo por una camara 410 situada en la parte superior de una pantalla de visualization 405, la cual se describira mas adelante, permite adquirir y visualizar datos anatomicos y posturales del alumno, observando y corrigiendo, si es necesario, la ergonomia del alumno. La camara 410 permite indicar al alumno la correcta position de las manos mientras se realizan los ejercicios. A su vez, la camara 410 permite tambien certificar la identidad del alumno que esta realizando el ejercicio, en combination tambien con su ficha almacenada en una base de datos gestionada y mantenida por la unidad de control 500 del dispositivo 100.

Los medios para determinar la position y la orientation de la herramienta laparoscopica 230 comprenden por lo menos un sensor. Se trata de un sensor encapsulado en la zona de articulation 238 del trocar 236. Este sensor esta adaptado convenientemente para detectar y medir movimientos de cuatro grados de libertad. En el trocar 236 pueden disponerse, por ejemplo en la zona de reception 237, unos elementos de interaction con el usuario tales como unos diodos emisores de luz para indicar el estado del mecanismo.

Con la configuration descrita, cada trocar 236 del dispositivo 100 puede detectar y medir la position de la herramienta 230 en sus cuatro grados de libertad. Esta caractenstica permite respetar los parametros de una intervention real. El sensor integrado en la herramienta 230 se calibra previamente a traves de un proceso de calibration del espacio de trabajo 210, que incluye obtener, con alta precision y repetitividad, las posiciones de la herramienta 230 en el espacio de trabajo 210 asi como las posiciones de los elementos operativos 225 del modelo fisico 220, etc. El uso de herramientas reales estandar en combination con los citados medios para determinar la position y la orientation de la herramienta laparoscopica 230 y la ejecucion de ejercicios sobre un modelo fisico 220 es una caractenstica muy importante del presente dispositivo 100.

El sensor del trocar 236 es capaz de medir la rotation en el eje X, la rotation en el eje Y, la rotation en eje Z y el desplazamiento en eje Z. El desplazamiento en eje Z corresponde a la

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profundidad a la que esta actuando el util laparoscopico 234. La medicion de la rotacion en el eje X y la rotacion en el eje Y permite controlar dos grados de libertad del movimiento de la zona de articulacion 238 del conjunto de herramienta 230 del trocar 236. El sensor del trocar 236 esta constituido, en esta realization de ejemplo, por potenciometros de medicion de rotacion absoluta para cada eje X, Y. Los citados ejes X, Y se encuentran formados en cada orificio 217 de la cubierta superior 216, de modo que el movimiento del conjunto de herramienta 230 se realiza sobre la pared abdominal, tal y como sucede en un procedimiento real. El sensor del trocar 236 comprende otro potenciometro en el eje Z que permite medir la rotacion del conjunto de herramienta 230 en dicho eje y tambien el desplazamiento de la misma en dicho eje Z.

En el descrito, el sensor para determinar la position y la orientation de la herramienta laparoscopica 230 es tipo mecanico. Sin embargo, el trocar 236 podrla incorporar alternativamente sensores basados en tecnologla optica, constituidos por al menos un emisor laser y un receptor formado por una matriz de foto-sensores. Este tipo de sensor ofrece una gran precision en la detection del movimiento de la herramienta 230 y tiene la ventaja de que no se ve afectado por el estado de la tension en el circuito electrico del dispositivo 100.

En todos los casos, los sensores pueden estar adaptados, ademas, para medir la fuerza de prension ejercida por las herramientas 230 sobre los elementos operativos 225 dispuestos en el espacio de trabajo 210.

El conjunto de herramienta laparoscopica 230 incluye tambien medios hapticos. En la realizacion de ejemplo que se describe de acuerdo con las figuras, los medios hapticos van montados en la zona de reception 237 del trocar 236. Los medios hapticos permiten transmitir information haptica al alumno, por ejemplo vibraciones o resistencia a una fuerza aplicada. En la realizacion practica que se describe, los medios hapticos comprenden un micro-motor vibrador montado en la citada la zona de recepcion 237 del trocar 236. Este micro-motor vibrador esta destinado a generar, por ejemplo, una vibration que se transmite a la mano del alumno a traves del util laparoscopico 234, generando y transmitiendo de este modo informacion haptica al alumno.

El presente dispositivo 100 incorpora, ademas, medios de visualization 400 para visualizar las pruebas realizadas por el alumno. Los medios de visualizacion 400 incluyen la pantalla

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405 citada anteriormente, la cual es preferiblemente de tipo tactil, para la comunicacion e interaction entre el alumno y el dispositivo 100.

La pantalla tactil 405 permite mostrar una interfaz de usuario que es el medio por el cual el alumno se comunica con el dispositivo 100y viceversa. Con la pantalla tactil 405 la interaccion entre el alumno y la interfaz es muy dinamica, y directa. En el ejemplo particular mostrado, la pantalla tactil 405 permite al usuario dibujar sobre las imagenes visualizadas lo cual es muy ventajoso para fines didacticos. Los videos mostrados en la pantalla 405 pueden detenerse asl como retrocederse y/o avanzarse rapidamente en caso de ser necesario para comentar la realization del ejercicio, por ejemplo. Aunque no se muestran en las figuras, pueden disponerse pedales para operar la interfaz, por ejemplo para aceptar una option, activar un menu, pasar una pantalla, etc.

En este ejemplo, la interfaz de usuario esta conectada en red y muestra, a traves de la pantalla tactil 405, una ventana con la ficha de usuario incluyendo sus datos, y una ventana que, a traves de un sistema de mensajerla entre el alumno y el mentor, permite canalizar las dudas y consultas que le puedan surgir al alumno, disminuyendo asl la necesidad presencial de dicho mentor. Esta ventana del sistema de mensajerla de la interfaz puede mostrar, por ejemplo, un calendario de ejercicios del alumno. La interfaz de usuario presenta tambien una ventana de datos que muestra las estadlsticas del alumno de acuerdo con los ejercicios realizados con el dispositivo 100. La interfaz de usuario visualiza tambien una ventana de datos relativos al modulo de ejercicios, en la cual se muestra teorla, procedimientos basicos, conocimientos avanzados, evaluation, etc.

La interfaz de usuario se complementa con una interfaz de audio adaptada para proporcionar ayudas al alumno durante la ejecucion de los ejercicios y emular las condiciones reales de un quirofano reproduciendo sonidos grabados durante una situation real. La interfaz de usuario se complementa tambien con la detection de las herramientas de laparoscopia 230.

La interfaz de usuario disenada permite una interaccion facil e intuitiva tanto del alumno como del mentor.

El alumno, una vez identificado, puede consultar los diferentes ejercicios realizados a traves de datos ofrecidos por la interfaz, en formato de texto, imagen y video asl como la evolution

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que esta teniendo a traves de datos ofrecidos por la interfaz, en formato de information acerca de los progresos, curvas de aprendizaje, etc. Cuando el alumno selecciona el ejercicio que quiere ejecutar, el dispositivo 100 le proporciona las instrucciones pertinentes a traves de la pantalla 405 para su correcta ejecucion, informandole acerca de la preparation del espacio de trabajo 210 y de los utiles laparoscopicos 234 que tiene que utilizar. Cuando el alumno ha terminado el ejercicio, este analiza y evalua las pruebas cualitativa y cuantitativamente, y en tiempo real y/o a posteriori, automaticamente de manera autonoma por el mismo.

A traves de un modo inteligente el dispositivo 100 puede generar automaticamente programas de entrenamiento personalizados en funcion de las necesidades y/o habilidades y/o evolution especlficas del alumno.

En cuanto a la unidad de control y comunicaciones 500 es, en este ejemplo, un ordenador personal montado en la estructura 105 del dispositivo 100. El ordenador 500 se encarga de gestionar toda la information referente a los alumnos, la ejecucion de los ejercicios (information de montaje, information de ejecucion, control de ejecucion y grabacion de resultados) y la evaluation de dichos resultados.

El ordenador 500 se encarga tambien de gestionar los datos y controlar su persistencia. La gestion de datos se lleva a cabo a traves de un sistema distribuido entre un servidor remoto dedicado y el presente dispositivo 100, por ejemplo, a traves de comunicacion via internet. El servidor remoto permite almacenar la information de los alumnos y los mentores, los resultados finales de la ejecucion de los ejercicios asl como tambien de las actualizaciones del dispositivo 100. Una base de datos local gestionada en el ordenador 500 permite guardar la information de configuration de los ejercicios, la information multimedia y la information registrada durante la ejecucion de los ejercicios.

Para llevar a cabo estas tareas, el ordenador 500 esta adaptado para ejecutar un software que permite controlar el proceso de ejecucion de las pruebas realizadas por el alumno en el espacio de trabajo 210. El ordenador 500 esta adaptado, ademas, para controlar y activar los elementos operativos 225 del modelo flsico 220, las camaras 260, 270 y 410, y los sensores. Tambien, el ordenador 500 esta adaptado para registrar el estado de estos elementos y recoger los datos de las pruebas y procesarlos, en tiempo de ejecucion o a posteriori. Los datos, numericos y multimedia, referentes a los ejercicios realizados por los

alumnos son registrados en una base de datos y posteriormente pueden ser recuperados y analizados. La unidad de control 500 es la encargada tambien de gestionar la interfaz grafica del dispositivo 100 para mostrar en todo momento la information solicitada por el alumno.

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El dispositivo 100 permite de este modo analizar y evaluar cualitativa y cuantitativamente las pruebas realizadas por el alumno. Esto se realiza en tiempo real y/o a posteriori, automaticamente de manera autonoma por parte del alumno. De este modo, el alumno aprende cirugla de manera autosuficiente, a diferencia de la tecnica anterior, donde se 10 recurre a un simulador.

A pesar de que se han descrito aqul solo algunas realizaciones y ejemplos particulares del presente dispositivo y procedimiento para el aprendizaje y entrenamiento de operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares, el experto en la materia comprendera que 15 son posibles otras realizaciones alternativas y/o usos, as! como modificaciones obvias y elementos equivalentes. Esta description abarca, por lo tanto, todas las posibles combinaciones de las realizaciones concretas que se han descrito.

Los signos numericos relativos a los dibujos y colocados entre parentesis en una 20 reivindicacion son solamente para intentar aumentar la comprension de la reivindicacion, y no deben ser interpretados como limitantes del alcance de la protection de la reivindicacion.

El alcance de la presente descripcion no debe limitarse a realizaciones concretas, sino que debe ser determinado unicamente por una lectura apropiada de las reivindicaciones 25 adjuntas.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de aprendizaje y entrenamiento para operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares, que comprende:

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   - realizar una o mas pruebas relativas a operaciones de cirugla laparoscopica o intervenciones similares por parte de un usuario sobre un modelo flsico de un organo o util;

   - sensorizar y registrar las pruebas realizadas por el usuario; y

   10 - analizar y evaluar las pruebas realizadas por el usuario en base a pruebas de

   referencia previamente determinadas;

   caracterizado por el hecho de que por lo menos la etapa de analizar y evaluar las pruebas realizadas por el usuario se realizan, cualitativa y cuantitativamente, y en tiempo real y/o a 15 posteriori, automaticamente de manera autonoma por parte del usuario.
2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que comprende la etapa de visualizar las pruebas realizadas por el usuario.

   20 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por el hecho de que

   comprende realizar una o mas pruebas preliminares sobre el modelo para comprobar que la posicion de cada parte de las extremidades del usuario durante el proceso respeta las caracterlsticas de la ergonomla del usuario.

   25 4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el

   hecho de que comprende la realization de uno o varios ejercicios para comprobar en tiempo real habilidades del usuario con retorno haptico para el usuario informandole sobre la calidad del ejercicio que esta realizando.

   30 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado por el hecho de que el retorno

   haptico se realiza mediante senales seleccionadas de una o mas de audio, video, fuerza de frecuencia variable en funcion de la calidad de ejecucion del ejercicio.

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3. 6. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que incluye la realization de una clase teorica de formation previa a traves de material multimedia.
4. 7. Procedimiento segun la revindication 6, caracterizado por el hecho de que incluye la realizacion de una pluralidad de preguntas teoricas que debe responder interactivamente el usuario.
5. 8. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende la intervention de agentes perturbadores externos en la realizacion de alguna de las pruebas para simular una situacion real.
6. 9. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa de evaluar cualitativa y cuantitativamente las pruebas comprende adicionalmente proporcionar una valoracion global final con information en forma numerica y/o grafica incluyendo valores y/o estadlsticas acerca de diferentes metricas de evaluation establecidas.
7. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado por el hecho de que la etapa de evaluar las pruebas incluye, ademas, la emision de una acreditacion del usuario que ha realizado el procedimiento satisfactoriamente otorgandole las habilidades necesarias para realizar operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares.
8. 11. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa de visualizar las pruebas realizadas por el usuario comprende visualizar adicionalmente dichas pruebas realizadas de manera ideal, de manera que se superponen imagenes correspondientes a una prueba que esta realizando el usuario con imagenes correspondientes a una prueba ideal previamente realizada.
9. 12. Dispositivo (100) de aprendizaje y entrenamiento para operaciones de cirugla laparoscopica e intervenciones similares, que comprende medios (200) para realizar una o mas pruebas por parte de un usuario que comprenden un espacio de trabajo (210) adaptado para alojar un modelo flsico (220) de un organo o util y por lo menos un conjunto de herramienta de cirugla (230) que puede operar en dicho espacio de trabajo (210), caracterizado por el hecho de que comprende, ademas, medios para sensorizar y registrar

   las pruebas realizadas por el usuario, que comprenden medios para determinar la posicion y orientacion de dicho conjunto de herramienta de cirugla (230), medios de grabacion de video y una unidad de control (500) para controlar el proceso de ejecucion de las pruebas realizadas por el usuario, adaptados para analizar y evaluar dichas pruebas cualitativa y 5 cuantitativamente, y en tiempo real y/o a posteriori, automaticamente de manera autonoma por parte del usuario.
10. 13. Dispositivo (100) de aprendizaje y entrenamiento segun la reivindicacion 12, caracterizado por el hecho de que los medios de grabacion comprenden una o mas camaras

    10 subjetivas asociadas al alumno, y/o una o mas camaras objetivas (260) asociadas al modelo flsico (220), y/o una o mas camaras (270) asociadas a la herramienta, y/o una o mas camaras (410) de analisis de la ergonomla y la posicion del alumno.
11. 14. Dispositivo (100) de aprendizaje y entrenamiento segun la reivindicacion 12 o 13, 15 caracterizado por el hecho de que el conjunto de herramienta de cirugla (230) comprende un

    trocar (236) provisto de una zona de recepcion (237) adaptada para la insertion de un util laparoscopico (234), estando adaptado el trocar (236) para acoplarse en el dispositivo de manera que el util laparoscopico (234) tiene acceso en el espacio de trabajo con capacidad de movimiento con cuatro grados de libertad.

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12. 15. Dispositivo (100) de aprendizaje y entrenamiento segun cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por el hecho de que los medios para determinar la posicion y la orientacion de la herramienta (230) comprenden por lo menos un elemento sensor integrado en la herramienta de cirugla (230).

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13. 16. Dispositivo de aprendizaje y entrenamiento segun la reivindicacion 14 o 15, caracterizado por el hecho de que el conjunto de herramienta de cirugla (230) comprende medios hapticos para transmitir information haptica al usuario.