ES2826552A1 - Método de planificación quirúrgica y navegador quirúrgico de artroscopia y artroplastia con realidad virtual y realidad aumentada, con instrumental a medida y standard, navegados con guía anterógrada y retrógrada para sistema de ligamento cruzado y hombro - Google Patents

Abstract

Un método de planificación quirúrgica y navegación quirúrgica para cirugías de artroscopias y artroplastias, que comprende un sistema de guías de corte a medida fabricadas con tecnología aditiva de impresión 3D equipadas con sensores ópticos que las hacen navegables, para poder realizar una cirugía con realidad virtual y realidad aumentada. Comprende un software artroscópico navegable de realidad virtual y realidad aumentada que permite reproducir hueso, partes blandas, líquido articular, etc. Además de instrumentales standard navegables para la realización de ligamentos cruzados navegando, cirugía de manguito e inestabilidad de hombro navegada, y cirugía tumoral navegada. Es el único sistema artroscópico navegado con la capacidad de realizar cirugías de hombro con una resonancia magnética como única prueba diagnóstica. Es también el único sistema de ligamento cruzado navegado que puede realizar túneles femorales y tibiales perfectos, según se hayan planificado previamente.

Description

DESCRIPCIÓN

Método de planificación quirúrgica y navegador quirúrgico de artroscopia y artroplastia con realidad virtual y realidad aumentada, con instrumental a medida y standard, navegados con guía anterógrada y retrógrada para sistema de ligamento cruzado y hombro

Campo de aplicación de la invención

El campo de aplicación de la presente invención se encuadra dentro del sector de la medicina quirúrgica, más concretamente a la industria dedicada formación, planificación y fabricación de procedimientos, instrumentales y prótesis quirúrgicas. Especialmente destinadas a cirugías tumorales, deformidades o patologías en huesos y articulaciones.

Antecedentes de la invención

En el sector de la traumatología, para las patologías degenerativas de las articulaciones existen dos métodos de reparación de dicha articulación, en primer lugar la artroscopia, que es un método no invasivo, con el cual, el cirujano no abre la articulación del paciente para repararla, y la artroplastia, entendiéndose como tal a la sustitución de la articulación natural del paciente por prótesis mecánicas.

Para cualquiera de los dos métodos de reparación de la articulación, existen diversidad de instrumentales y estados de la técnica, los cuales, están basados en métodos mecánicos para resolver las patologías de los pacientes.

Para la realización de las cirugías de artroplastia de las articulaciones, los cirujanos abren la articulación y la sustituyen por prótesis standard utilizando instrumentales también standard. Para la realización de dicha cirugía, se suele hacer por visión directa del cirujano, aunque existen algunos navegadores que muestran en una pantalla una reconstrucción aproximada de la extremidad del paciente mediante la toma de puntos clave de diferentes partes del hueso. Dicha reconstrucción es una mera aproximación, ya que lo único que permite ésta tecnología es medir los ejes de los huesos.

Para las cirugías de artroscopia no existe ningún precedente de cirugía navegada, entendiendo como aquella cirugía que es asistida en tiempo real por tecnología de reconstrucción 3D y guiado de los huesos e instrumentales necesarios para implantar las prótesis, ya que se hace con visión directa a través de una cámara artroscópica que se introduce al igual que los instrumentales, por pequeñas incisiones en la piel no más grande de dos centímetros, las cuales se denominan "Portales”. El gran problema que presenta ésta técnica de visión por cámara artroscópica es que se amplía mucho la visión decido a que la zona a operar es muy pequeña, y no permite ver las partes blandas y los huesos en su conjunto, con lo cual, todo tipo de implantes que se ponen en los huesos carecen de precisión milimétrica ni evaluación cuantitativa de los resultados de los mismos.

En el estado de la técnica, el solicitante de la presente invención divulga el modelo de utilidad español U201431671 por un «instrumento separador expositor quirúrgico» que describe una solución al problema de la exposición quirúrgica, con expositores fabricados con material radiotransparente, de tal forma que no interfieren en la imagen radiológica intraoperatoria. También es del mismo solicitante que la presente invención el modelo de utilidad español U201530036 por un «conjunto de expositores quirúrgicos con dispositivos de sujeción autónomo» que proporciona una solución para sujeción autónoma de los separadores de manera regulable.

Los modelos de utilidad citados entienden y mejoran los sistemas de exposición quirúrgica, aplicando la experiencia al desarrollo de dispositivos específicos para la zona vertebral que se resuelve con el dispositivo separador vertebral modular descrito en la patente española con número de solicitud P201700027. En este documento se utilizan los principios de materiales radiotransparentes para no interferir en la visión de los rayos de los cirujanos y en la aplicación de la electrónica en la ayuda del cirujano, con sensores que miden las fuerzas que se aplican a tejidos, músculos y ligamentos.

Otro documento conocido del estado de la técnica es la patente española con número de solicitud P201531097 que describe un dispositivo de guía de osteotomía. En este documento se describe la importancia de la utilización de nuevos instrumentales para la realización de técnicas cotidianas para los cirujanos como las osteotomías óseas y las grandes ventajas que presentan para el paciente la utilización de instrumental adecuado.

Un documento que resulta relevante es el P201700670 donde el solicitante publica una prótesis para sustitución de la articulación metacarpofalángica. En este documento se presenta la primera prótesis MCF con rango de movimientos radial-cubital.

En el estado de la técnica, más concretamente en el ámbito de la artroscopia de las articulaciones, el solicitante Arthrex, Inc. presenta multitud de patentes que hacen referencia a instrumentales para la realización de diferentes técnicas, como la patente US20170150976A1 y la patente US008888781B2 que hacen referencia a la combinación de una broca y "Flip Cutter” o "broca retrógrada”. También presenta el solicitante Arthrex la patente US008852190B2 que hace referencia a un sistema muy similar de broca retrógrada con una punta con rotación.

Otras de las patentes a destacar del solicitante Arthrex, Inc. es la US005562664A que hace referencia a un sistema de guiado para el brocado con diana para el ligamento cruzado posterior. Y las patentes ES2587127 y US20190125367A1 que hacen referencia a un conjunto de guía de broca. Y la patente US8784423, que también hacen referencia a un sistema de guiado con broca retrógrada para la realización de los túneles femoral y tibial.

Otra patente a destacar del solicitante Arthrex, Inc. es la US009974537B2 donde destaca un elemento con forma longitudinal, canulado y terminación en punta para pasar un alambre por tejidos.

Explicación de la invención

El objeto de la presente invención es un método implementado por ordenador de planificación quirúrgica y navegación quirúrgica (entendido como la capacidad de simulación virtual en tiempo real de la cirugía), mediante software específico, y un sistema de instrumentales navegables a medida y standard que permiten desarrollar la cirugía según se ha diseñado en la planificación quirúrgica previa.

El sistema es capaz de realizar cirugía de artroplastia primaria o de revisión (entendiendo artroplastia de revisión como la cirugía secundaria a una cirugía de prótesis de cualquier extremidad cuando ésta última ha fracasado), cirugía tumoral, cirugía artroscópica, etc. Las realizaciones particulares de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

El software de la presente divulgación obtiene las imágenes procedentes en formato Dicom (Digital Imaging and Communication On Medicine) de pruebas diagnósticas como el TAC (Tomografía Axial Computerizada) o la RM (Resonancia Magnética). Realiza una reconstrucción de las partes óseas y las partes blandas de interés tales como musculatura, ligamentos, tendones, órganos, etc. Una vez que realiza la reconstrucción, se diseñan con otro software CAD las guías de corte específicas, guías para la realización de brocados e introducción de instrumental específico, o instrumental quirúrgico a medida de cada paciente. Tanto los huesos como las partes blandas, además de las guías o plantillas fabricadas a medida se fabrican con impresión 3D para su utilización en quirófano. Hasta aquí, el sistema de planificación quirúrgica no presenta novedad inventiva.

El sistema de la presente divulgación obtiene novedad inventiva al desarrollar un sistema navegable quirúrgico para cirugía artroscópica y cirugía protésica con guías de corte a medida mediante Realidad Aumentada y Realidad Virtual según la planificación quirúrgica previa, siendo capaz de reconstruir las partes blandas procedentes de una RM (Resonancia Magnética) como única prueba diagnóstica.

El sistema de instrumentales standard e instrumentales a medida, y guías de corte a medida, realizados con impresión 3D de la presente divulgación también obtiene novedad inventiva por estar equipados con sensores ópticos, emisores LED y electromagnéticos, no limitando la invención al resto de tecnologías de sensores. La señal procedente de dichos sensores es captada por cámaras ópticas y receptores electrónicos del tipo IR (Infrarrojos), no limitando éstos a cualquier otro tipo de tecnología electrónica. La incorporación de este tipo de tecnología, nos proporciona la posibilidad de poder “navegar” las cirugías de artroplástia primaria y de revisión de las articulaciones tales como rodilla, cadera, hombro, codo, etc. Y sobre todo, las cirugías artroscópicas.

Otro punto a destacar del software es que tiene la capacidad de reconstruir un hueso sin tener pruebas diagnósticas previas, es decir, tomando una serie de puntos clave que se toman con un sensor en contacto con el hueso del paciente, reconstruye la forma exacta del mismo.

No existe precedente de cirugía de artroplastia primaria o de rescate de cualquier tipo de articulación con instrumental a medida realizado con impresión 3D con la capacidad de poder ser navegado con Realidad Virtual y Realidad Aumentada a través de sensores incorporados en el diseño de las guías personalizadas. Del mismo modo, tampoco existen precedentes de cirugía artroscópica realizada con Realidad Aumentada y Realidad Virtual con la realización de instrumental navegable.

Hasta el momento todas las cirugías artroscópicas se han realizado mediante de visión directa a través de una cámara artroscópica. Previo a la cirugía, la única información diagnóstica previa de la que disponen los cirujanos es un TAC o una RM que pueden ver en formato 2D. Con éstos medios, los cirujanos ponen los implantes según su criterio en la zona que creen más conveniente gracias a su dilatada experiencia, pero no tienen la capacidad de ponerlos exactamente en un punto concreto que mejore los resultados de su cirugía, de igual modo, no pueden evaluar con elementos cuantitativos, los resultados de la colocación de dichos implantes ya que no tienen herramientas para medir la tensión de las suturas, resistencia de los nudos y sobre todo, no pueden saber si el brocado realizado para colocar un implante o pasar una Plasta (ligamento manipulado) es el más adecuado para un paciente en concreto, ya que no tienen herramientas para evaluar si la plastia que han implantado reproduce la anatomía del paciente.

La realización del sistema de planificación quirúrgica y navegación quirúrgica de artroscopia y artroplastia de la presente invención reconstruye para las cirugías de artroscopia las partes blandas partiendo de la RM, lo cual presenta una novedad inventiva, ya que todos los sistemas precedentes necesitaban un TAC como prueba diagnóstica, lo que supone un gran problema para el sistema sanitario por el costo del mismo y para el paciente por la radiación que sufre. El sistema de navegación de la presente divulgación de planificación quirúrgica, es capaz de navegar la cirugía con Realidad Virtual en un soporte visual como un monitor, y Realidad Aumentada con unas gafas de RV u otros soportes tales como Tabletas y otros dispositivos. Esto permite a los cirujanos la posibilidad de realizar cirugía de alta precisión, controlando exactamente los puntos de entrada de los implantes artroscópicos, y realizando los túneles óseos perfectos tal cual se ha planificado previamente, además, de la posibilidad de navegar los instrumentales gracias al sistema de Realidad Virtual que lleva cada ensamblaje de instrumental. De ésta forma, se pueden realizar cirugías artroscópicas exactamente como se han diseñado con el software de planificación quirúrgica. Implantando los implantes artroscópicos en un punto concreto, con precisión milimétrica, y suturar dichos implantes en un punto concreto de cada tejido o parte blanda. El hecho de poder implantar cualquier tipo de arpón (implante típico en la cirugía artroscópica) en un punto concreto que se ha planificado previamente con precisión milimétrica con instrumental navegado, es algo que no he ha realizado hasta el momento.

Como se ha mencionado en el apartado Antecedentes de la Invención, ya existen instrumentales patentados para la realización de Ligamento Cruzado con broca retrógrada, o instrumental para el escariado o brocado de diferentes huesos, pero ninguno de éstos sistemas permite hacer una cirugía con precisión, ya que en el caso de los instrumentales ya patentados de Ligamento Cruzado, dicho instrumental permite brocar los túneles femoral y tibial, pero exactamente no permite saber el punto exacto de entrada o salida de los mismos, de igual manera, tampoco permite saber la inclinación, angulación o dirección de los mismos, siendo éste un aspecto fundamental cuando se pretende sustituir un ligamento que pretendemos que imite al ligamento sano que tenía el paciente antes de la cirugía. Es aquí donde reside la novedad inventiva de nuestra invención, ya que el sistema de instrumental a medida e instrumental standard guiado con software de Realidad Virtual y Realidad Aumentada de la presente invención, permite realizar todo éste tipo de cirugías de manera perfecta. Tampoco se conocen instrumentales navegador para realizar éste tipo de cirugía.

También cabe destacar, en el caso de la patente del solicitante Arthrex, Inc. US2017150976A1 y similares, que presentan una fresa retrógrada que tiene punta solo en un lado de la misma. Durante el acto quirúrgico, en primer lugar, se broca el túnel femoral de forma anterógrada (hacia adelante), posteriormente se acciona el mecanismo retrógrado, y se broca la parte final del túnel con un diámetro mayor. Dicha patente presenta un gran problema, ya que la broca, al efectuar el brocado hacia atrás teniendo punta solo en un lado, abocarda el túnel haciendo un brocado no uniforme, falseando de ésta manera el diámetro del mismo y provocando que la plastia quede mal implantada. Dicho problema se soluciona en la presente divulgación, ya que la broca retrógrada que se detallará en las sucesivas reivindicaciones solucionan éste problema con una broca retrógrada simétrica, es decir, el filo presenta la misma longitud a cada lado, y permite realizar túneles femorales con diámetro constante.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra «comprende» y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Descripción de los dibujos

A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

La figura número 1.- Muestra varias vistas de las guías de corte a medida (3) y diferentes reconstrucciones de partes óseas (1) del software (5), en donde la figura 1A es una vista AP (antero-posterior, visión de la parte anterior a la posterior del hueso) de un fémur (1) con una guía de corte a medida (3) con sensor óptico (2). La figura 1B es una vista isométrica del mismo fémur (1) pero con sensor electrónico (4) y guía de corte a medida (3). La figura 1C es vista AP de una reconstrucción de un húmero (1), con una guía de corte a medida (3) con sensor óptico (2). La figura 1D es una vista isométrica con una guía de corte a medida (3) con sensor electrónico (4).

La figura número 2.- Muestra una vista AP de uno de los procedimientos que tiene el software (5) de captar la forma superficial de un hueso. El puntero electrónico (6) toma diferentes puntos de interés en el hueso real del paciente, y el software (5) reproduce con Realidad Virtual la reconstrucción 3D del hueso (1) en un monitor.

La figura número 3.- Muestra una visión del software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada, donde se reconstruyen las partes óseas (1), las guías de corte a medida (3) y los instrumentales standard, todo ello reproducido en tiempo real mediante los sensores que incluyen los instrumentales.

La figura número 4A.- Muestra una vista isométrica del ensamblaje de la guía retrógrada navegada para el Sistema de Ligamento Cruzado. La Broca (7) pasa a través de la Guía de Broca (9) en un ángulo determinado por el ensamblaje entre el mango (10) y el Palpador (11).

La figura número 4B.- Muestra una vista isométrica inferior del ensamblaje de la guía del Ligamento Cruzado con el sensor (4) para instrumental standard montada sobre el mango (10).

La figura número 4C.- Muestra una vista isométrica del ensamblaje de otro instrumental standard, más concretamente del instrumental de cuchilla escariadora (24) manual son sensor (23) navegado. Se muestra el Detalle A que comprende el ensamblaje de la cuchilla escariadora (24).

La figura número 4D1.- Muestra una vista isométrica del instrumental Pasa Suturas (27) con sensor óptico (2) navegado. La figura número 4D2 muestra una vista planta con Sección I-l”. La figura número 4D3 muestra una vista alzado con Sección J-J”. La figura 4D4 muestra una vista alzado Frontal.

La figura número 4E.- Muestra una vista isométrica del instrumental Guía de 2 Puntas (35) con sensor (4) para navegación y broca flexible (39).

La figura número 4F.- Muestra una vista isométrica del instrumental Punzón (42) con sensor óptico (2) para navegación.

La figura número 5.- Muestra varias vistas de la pieza Palpador (11) del ensamblaje de la guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. La figura número 5A muestra una vista en planta de Palpador (11). La figura número 5B muestra una vista lateral. La figura número 5C muestra una vista alzado frontal donde se aprecia la diana (14) para la Broca (7) en el Detalle B.

La figura número 6.- Muestra varias vistas de la pieza Mango (10) del ensamblaje de la guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. La figura número 6A muestra una vista isométrica que comprende el carril (52) para la Guía de Broca (9), y el túnel (54) que se ensambla con la pieza Palpador (11). La figura número 6B muestra una vista planta superior. La figura 6C muestra una vista planta inferior donde se aprecia el orificio (59) para el ensamblaje con el sensor (4). La figura número 6D muestra una vista alzado frontal.

La figura número 7.- Muestra la pieza Mordaza (12) del ensamblaje de la guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. La figura número 7A es una vista isométrica. La figura 7B es una vista planta y la figura 7C es una vista alzado donde se aprecia el canal superior (72) para la Guía de Broca (9).

La figura número 8.- Muestra la pieza Guía de Broca (9) del ensamblaje de la guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. La figura 8A es una vista isométrica donde se aprecia el anillo para impactar (74) y la iniciadora (76) que se ancla al hueso. La figura 8B es una vista alzado lateral con una sección B-B” donde se aprecia la parte interna de la pieza.

La figura número 9.- Muestra el ensamblaje de la guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado, que comprende la pieza Palpador (11) ensamblada sobre el Mango (10), sobre el que se introduce la Guía de Broca (9) bloqueada por la Mordaza (12) y el tornillo de Bloqueo (13). En la parte inferior del Mango (10) se instala el sensor (4) de navegación del ensamblaje.

La figura número 10.- Muestra la pieza Broca (7) del ensamblaje del sistema anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado, que comprende la pieza Vaina (8), la pieza Broca (7), un Detalle D donde se aprecian los componentes que componen el ensamblaje distal con la pieza Cuchilla (15) y tope viruta (83). El Detalle C muestra el ensamblaje del Tornillo sin Fin (17), la Brida de Cierre (18) y el sensor (16) de la Broca.

La figura número 11.- Muestra la pieza Broca (7) del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. El Detalle F muestra la punta de la broca donde se encuentra la ranura (82) para la pieza Cuchilla (15) y el orifico (84) para el tornillo de bloqueo. El Detalle E muestra el carril superior (89) que se ensambla con la pieza Vaina (8), y el anillo (87) que se ensambla con el tornillo sin fin (17) y el vástago (19) para conectarse al motor del equipo de quirófano.

La figura número 12.- Muestra la pieza Vaina (8) del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. El Detalle H que muestra la punta de la Vaina que articula con la pieza Cuchilla (15) y el Detalle G donde que muestra los dientes de sierra superior (92) e inferior (93) que articulan con la pieza Tornillo sin Fin (17) en su parte exterior al eje, y en su parte interna al eje con la pieza Broca (7).

La figura número 13.- Muestra la pieza Vaina (8) del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado, con una vista en sección C-C’ y un Detalle I donde aparece el elemento Gancho (96) que acciona la pieza Cuchilla (15).

La figura número 14.- Muestra la pieza Vaina (8) del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado, con una vista alzados anterior donde se aprecia el elemento Gancho (96) con el Detalle J.

La figura número 15.- Muestra la pieza Gancho (15) del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. En la figura 15A se puede ver una vista isométrica de la pieza Gancho (15). La figura 15B muestra una vista alzado, y la figura 15C muestra una vista lateral con un Detalle K donde se aprecia la parte superior de la pieza Gancho (15).

La figura número 16.- Muestra las piezas Tornillo sin Fin (17) y Brida de Cierre (18) del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado. La figura 16A es una vista isométrica de la pieza Tornillo sin Fin (17). La figura 16B es una vista alzado, la figura 16C es una alzado con Sección D-D”. La figura 16D es una vista frontal de la pieza Tornillo sin Fin (17). La figura 16E es una vista isométrica de la pieza Brida de Cierre (18), la figura 16F es una vista planta y la figura 16G es una vista lateral.

La figura número 17.- Muestra el ensamblaje completo de la broca del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado, cuando la Cuchilla (15) está paralela al eje de la Broca (7), en modo avance anterógrado. La figura 17A muestra una vista isométrica del ensamblaje con el Detalle L de la punta del ensamblaje. La figura 17B muestra una vista alzado lateral. La figura 17C muestra la vista planta, con la Sección E-E”, el Detalle M muestra el ensamblaje de la punta de la broca, y el Detalle N muestra la parte trasera del ensamblaje.

La figura número 18.- Muestra una vista planta del ensamblaje completo de la broca del sistema guía anterógrada y retrógrada para Ligamento Cruzado Navegado, cuando la Cuchilla (15) está en modo retrógrado, es decir, perpendicular al eje de la Broca (7). La Sección F-F” y el Detalle O de la punta del ensamblaje y el Detalle P de la parte trasera del ensamblaje.

La figura número 19.- Muestra una vista planta con una Sección AA-A'A' a la que se le realiza una vista Detalle A aumentada, donde se refleja el mecanismo de acción de la Cuchilla (15) en modo retrógrado.

La figura número 20.- Muestra una vista planta del ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado. La Sección G-G” de una vista alzado del ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado. El Detalle R muestra una vista aumentada de la parte distal del ensamblaje con la Cuchilla Escariadora (24) replegada.

La figura número 21.- Muestra la pieza Vástago (127) del ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado, con vista isométrica con la vista Detalle S aumentada del diseño de la parte final de la pieza.

La figura número 22.- Muestra la pieza Vaina (20) del ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado, con una vista isométrica. La vista Detalle T aumentada muestra el diseño de la parte final de la pieza.

La figura número 23.- Muestra la pieza Cuchilla Escariadora (24) del ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado. La figura 23A muestra una vista isométrica lateral. La figura 23B muestra una visión isométrica medial (cara en contacto con la pieza Vástago). La figura 23C muestra una vista isométrica anterior. La figura 23D es una vista alzado lateral (cara medial). Y la figura 23E muestra una vista anterior con un vista detalle V aumentada.

La figura número 24.- Muestra la pieza Mango en T (21) del ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado. La figura 24A muestra una vista isométrica. La figura 24B muestra una vista planta. La figura 24C muestra una vista alzado anterior, con una vista Sección H-H”. Y la figura 24D muestra una vista alzado posterior.

La figura número 25.- Muestra el ensamblaje del instrumental Cuchilla Escariadora (24) manual son sensor (23) navegado, con el Detalle T aumentado de la Cuchilla Escariadora (24) cuando ésta está accionada.

La figura número 26AB.- Muestra el ensamblaje del insttumental Guía de dos puntas (35) con Broca Flexible (39) y sensor (4) navegado. La figura 26A muestra una vista planta de la Guía (35) con el Detalle W aumentado de la parte final de la guía. La figura 26B muestra una vista alzado con una vista Sección K-K'” y un Detalle X de la ranura (40) de la parte final de la guía.

La figura número 26CD.- Muestra el ensamblaje del instrumental Guía de dos puntas (35) son Broca Flexible (39) y sensor (4) navegado. La figura 26C muestra una vista planta de la Broca Flexible (39) con el Detalle Y aumentado de la parte final de la broca. La figura 26D muestra una vista planta del ensamblaje completo y el Detalle Z de la parte final de la guía.

Realización preferente de la invención

Entre otras características, ésta divulgación se refiere a un sistema completo de planificación quirúrgica y cirugía navegada con Realidad Virtual y Realidad Aumentada para todo tipo de artroscopias y cirugía de artroplastia, no quedando limitado para cualquier otro tipo de cirugía. Comprende un sistema de instrumental a medida para cada paciente provisto de sensores del tipo ópticos o electrónicos, de carácter no limitante a otro tipo de tecnología, apoyado en otro sistema de instrumental standard también con de sensores ópticos o electrónicos, de carácter no limitante a otro tipo de tecnología, que permiten navegar dicho instrumental en el software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada, permitiendo realizar la cirugía simultáneamente con la visión directa del acto quirúrgico.

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada en ellas, se puede observar como el sistema está basado en la reconstrucción 3D de huesos (1), instrumentales a medida (3) e instrumentales standard como la broca (7) anterógrada y retrógrada, la Cuchilla Escariadora (24), Pasa Suturas (27), Guías de dos puntas (35) o Punzón (42), que nos permiten realizar un acto quirúrgico con visión directa del cirujano sobre el campo quirúrgico o la visión a través de una cámara artroscopica, simultáneamente con la visión del software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada, siendo destacable la novedad inventiva de la presente divulgación el hecho de poder realizar el acto quirúrgico reproduciendo en el software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada los puntos anatómicos fundamentales en los que el cirujano quiere realizar una actuación en concreto que previamente ha seleccionado, y la posibilidad de localizarlos en el paciente a través de los instrumentales a medida (3) o los instrumentales standard tales como Punzón (42), etc.

La reconstrucción 3D de los huesos (1) se puede introducir en el software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada mediante la recopilación de las imágenes DICOm procedentes de pruebas diagnósticas previas tales como TAC o Resonancia Magnética Nuclear. En caso de no disponer de las citadas pruebas diagnósticas, el sistema tiene un segundo método de reconstrucción 3D las partes óseas de los pacientes (5), basado en la captación de puntos clave de la anatomía del hueso por el contacto directo de un puntero (6) conectado al software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada.

El instrumental a medida (3) con sensores ópticos (2) o electrónicos (4) está fabricado específicamente para cada hueso (1) de cada paciente con tecnología de impresión aditiva, no limitante a cualquier otro tipo de fabricación de instrumental a medida. Otra novedad inventiva de la presente divulgación se encuentra en el diseño incorporado de sensores del tipo ópticos (2) en cada guía de instrumental a medida (3) no limitando ningún tipo de sensor, ni siendo limitante a cualquier otra tecnología.

El software (5) realiza una reconstrucción 3D de cada hueso (1), musculatura, ligamentos, liquido en articulación, etc. en caso de haber obtenido la información previa de pruebas diagnósticas como RMN o TAC, o huesos (1) reconstruidos a partir de la toma de diferentes puntos de interés (6), en los cuales, no importa la forma exacta del hueso, sino la distancia y la localización de ciertos puntos de interés, para poder realizar brocados y túneles perfectos. Del mismo modo, el software (5) también reconstruye los instrumentales standard como los de las figuras 4A, 4B, 4C, 4D, 4E y 4F, los cuales permiten ser navegados durante la cirugía, además de ser instrumentales que pueden ser utilizados sin navegación. Cada uno de los instrumentales está equipado con sensores ópticos y/o electrónicos que permiten realizar durante la cirugía una reproducción perfecta en Realidad Virtual y Realidad Aumentada del acto quirúrgico.

El instrumental standard de Broca (7) anterógrada y retrógrada para ligamento cruzado, como se muestra en la figura 4A comprende un instrumental guiado por un software (5) de Realidad Virtual que permite hacer un brocado inicial anterógrado y posteriormente un brocado retrógrado sin cambiar de instrumental. El sistema de instrumental comprende una Broca (7) ensamblada dentro de una Vaina (8) que se introduce por la Guía de Broca (9) que a su vez se ensambla con el Mango (10) en una angulación variable resultado del ajuste entre dicho Mango (10) y el Palpador (11), dicho palpador presenta múltiples versiones variando curvatura, longitud e inclinación de la Diana (14) sobre la que se proyecta la Broca (7) en función del tipo de ligamento que se quiere reconstruir. La Guía de Broca (9) queda perfectamente fijada por la acción de la Mordaza (12) que queda bloqueada por la acción del enganche rápido (13). La parte opuesta a la punta de la Broca (7) está formada por un vástago triangular (19) para el montaje del ensamblaje completo al motor de quirófano, que permite dar las revoluciones necesarias para producir el brocado en el hueso (1). La parte proximal de la Broca (7) también está formada por el ensamblaje entre el Tornillo sin Fin (17) y la Brida (18). El accionamiento de dicho Tornillo sin Fin (17) provoca que la pieza Cuchilla (15) se gire 90° sobre su propio eje y pueda producir un brocado en el hueso de forma retrógrada. Todo el ensamblaje se puede reconstruir y seguir en tiempo real por mediación del sensor (16) instalado en la pieza Brida (18), el cual se comunica con el software (5) para que el cirujano tenga la visión directa artroscópica más la visión navegada del software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada.

El ensamblaje entre la pieza Mango (10), el Palpador (11) y la Guía de Broca (9) es el que determina en primer lugar la orientación del túnel femoral en la realización de la cirugía de Ligamento Cruzado. La orientación de dicho túnel es fundamental para que la Plastia o ligamento reconstruido tenga la misma orientación que tenía el Ligamento Cruzado nativo del paciente. Es por ello que la pieza Magno (10) tenga instalado el sensor electrónico (4) que permite al ensamblaje poder ser reproducido por el software (5) de Realidad Virtual y permite realizar un brocado con una angulación y posición concreta.

Otro de los instrumentales de la presente divulgación está diseñado para escariar o desbastar el hueso esponjoso (parte interna del hueso) guiado a través de un sensor óptico (23), no limitando la tecnología del mismo a cualquier otro tipo de sensor, con Realidad Virtual y Realidad Aumentada, para poder eliminar la parte exacta que se ha planificado previamente en el software (5). El ensamblaje comprende una Vaina Escariadora (20) en la que se sitúa en su parte proximal la pieza Mango en T (21) unida solidariamente a la pieza Abrazadera (22), sobre la cual, al accionarse se gira la pieza Cuchilla Escariadora (24) que se separa de la Punta (25) del Vástago del ensamblaje girando sobre el tornillo (26), como se puede ver en el Detalle A. El sensor (23) del instrumental se encuentra en la parte proximal, y le comunica al software (5) la posición del ensamblaje y la inclinación de la Cuchilla (24).

La presente divulgación presenta el instrumental Pasa Suturas (27) fabricada en un solo bloque con un sensor óptico (2) que permite navegar el instrumental. El Pasa Suturas (27) está diseñado para poder pasar hilos de sutura penetrando los tejidos con la punta (29) y recuperando las suturas haciendo pasar un alambre de rescate por el canal del Pasa Suturas (27). Está formada por un vástago que presenta un canal interno hueco (28) en toda su longitud sobre el que se introduce un alambre o cualquier elemento pasante. Presenta un orificio de entrada (31) del alambre justo encima del Mango (33) con el que se sujeta la pieza por parte del cirujano, y una base plana (32) para ayudar al elemento pasante a ser introducido por el canal interno (28) para que salga por el orificio de salida (30) situado en la punta curva (29) del vástago (27). La punta (29) de la pieza Pasa Suturas presenta diferentes ángulos de curvatura hacia la derecha e izquierda, y un rango de puntas afiladas para facilitar la penetración por los tejidos que se pretenden suturar. Encima del vástago (27) se sitúa el una placa con el sensor óptico (2) que permite que el instrumental sea seguido por el software (5) con Realidad Virtual y Realidad Aumentada. Con la vista Sección I-I’ se muestra la estructura interna de la pieza y el canal interno para el alambre. En la Sección H-H” se muestra como el canal interno presenta una sección constante también en la curvatura. La Figura 4D4 muestra una vista alzado frontal de la pieza Pasa Suturas. La novedad inventiva de ésta pieza es destacable en el desarrollo de la presente invención, ya que permite pasar la sutura de un arpón o cualquier otro elemento quirúrgico en un punto concreto de un tejido, ligamento, tendón, músculo o cualquier parte blanda corporal, ya que gracias a la planificación quirúrgica realizada en el software (5) de realidad Virtual, permite marcar un punto concreto en previo a la cirugía, y poder identificarlo en el acto quirúrgico gracias al sensor óptico (2).

La presente divulgación comprende otro instrumental standard, la Guía de dos puntas (35) con broca flexible (39). La Guía está compuesta por un Mango (34) sobre el que se ensambla un sensor electrónico (4), no limitando a otro tipo de sensor óptico (2). Presenta un vástago (154) que se curva en la parte final con una abertura de dos puntas (36), no limitando su curvatura en ángulo ni longitud, con una abertura (40) para la visualización de la punta de la broca (39). La Guía de dos puntas (35) que permiten apoyarse en un punto concreto del hueso (1), sobre todo en el borde inferior de la Glena, de muy difícil acceso, guiado por el sistema de software (5) de Realidad Virtual. La broca presenta un aumento (37) de diámetro en su parte proximal, diseñado para que al contactar con el pieza Mango (34), la punta (39) de la broca no siga avanzando, brocando de ésta manera una profundidad siempre controlada. También presenta una prolongación (38) para poder ser unida al motor de quirófano que le proporcione las revoluciones suficientes para poder brocar el hueso.

El último instrumental standard de la presente divulgación comprende la pieza Punzón (42), cuya novedad inventiva es la presencia de un sensor óptico (2), no limitando éste a otro tipo de tecnología. Está compuesto por una zona de mayor grosor diseñada para poder agarrar la pieza con la mano, un vástago largo (43) que termina en punta (44), para poder realizar un pequeño orificio en el hueso, siendo guiado por el software (5) para poder realizarlo en un punto en concreto guiado por Realidad Virtual. Ésta pieza Punzón (42) presenta una novedad inventiva destacada, ya que permite hacer el orificio inicial (abertura en la cortical del hueso) para facilitar la inmediata colocación de cualquier tipo de implante con una precisión milimétrica, ya que el sensor (2) permite colocar la punta (44) en un punto concreto marcado previamente en la planificación del software (5) de Realidad Virtual.

La pieza Palpador (11) del ensamblaje de la broca (7) anterógrada y retrógrada para el sistema de Ligamento Cruzado, comprende un arco (45) que es el articula con la pieza Mango (10) para que la pieza Guía de Broca (9) pueda variar el ángulo del brocado, sin que se modifique el punto en el que la pieza Broca (7) hace diana (14). Dicho ángulo, está comprendido entre el final de la pieza (47) y el tope (46). El arco (45) le proporciona al ensamblaje toda la variedad de ángulos necesarios para poder hacer brocados anterógrados y retrógrados. La pieza Palpador (11) presenta una inclinación ascendente (48) hasta el codo (49), que mantiene la altura del centro de la broca (7). La parte final está formada por un semi arco con forma de diana (14), como se puede ver en el Detalle B de la figura 5C. Dicho semi arco presenta unas marcas a láser horizontales (50) y una vertical (51) que permiten mantener una referencia visual directa por el monitor de visión directa de la torre de artroscopia.

La pieza Mango (10) que presenta en su parte anterior una forma ondulada (53) para que el cirujano tenga mejor agarre, el canal inferior (52) en el que se alojará la pieza Guía de Broca (9) y orificio de entrada (58) del enganche rápido (13) de la pieza Mordaza (12). Presenta el canal de entrada (54) para el ensamblaje con el arco (45) de la pieza Palpador (11). La cara posterior (55) de la pieza mango (10) que presenta el mismo radio que la pieza Palpador (11). A ambos lados está delimitada por las paredes (56) y (57) que restringen las dimensiones de la pieza Mango (10) para que tengan un amplio recorrido sobre el arco (45) de la pieza Palpador (11). La pieza Mango (10) está delimitada en su parte inferior por la base (60) donde se encuentra el orificio de entrada (59) para el sensor (4) que permite que el ensamblaje completo sea navegable. Las restricciones dimensionales de la pieza Mando (10) comprenden la pared derecha (56) donde se encuentra el canal de entrada (54) del arco (45) de la pieza Palpador (11), y la pared izquierda (57) donde se encuentra el canal de salida (63) del arco (45) de la pieza Palpador (11). A su vez, también se aprecian las restricciones superior (62) e inferior (61). También se observa el canal inferior (52) de la pieza Guía de Broca (9).

La pieza Mordaza (12) es la que una vez ensamblada sobre la pieza Mango (10) con un enganche rápido (13) bloquea la pieza Guía de Broca (9). Está restringida físicamente entre su pared izquierda (66) que coincide con la pared (57) de la pieza Mango (10), y su pared derecha (65). En la parte superior (67) se encuentra el orificio de entrada (71) del enganche rápido (13) que bloquea el mecanismo. La parte anterior (69) tiene la misma forma ondulada que la parte anterior (53) de la pieza Mango (10). Al igual que la parte posterior (70) que coincide con la parte posterior (55) de la pieza Mango (10). La parte inferior de la pieza Mordaza (12) presenta el arco inferior (72) que abraza junto con el arco superior (52) de la pieza Mango (10) a la pieza Guía de Broca (9).

La pieza Guía de Broca (9), que consta de un vástago largo (73) con una base (74) que presenta un diámetro mayor que sirve de base para poder impactar la pieza Guía de Broca (9) sobre un hueso (1). La punta (76) de la Guía de Broca (9) se introduce en el hueso del paciente hasta el tope (75), quedando de ésta manera la Guía de Broca (9) fija sobre el hueso. La Guía de Broca (9) presenta un orificio constante (77) en toda su longitud, para guiar el ensamblaje entre la pieza Broca (7) y Vaina (8) sin que éste presente holguras ni vibraciones al realizar el brocado. Como muestra la Sección B-B” la punta (76) de la Guía de Broca (9) se introduce en el hueso hasta el tope (75) por efecto del impacto mecánico sobre la base (74). El ensamblaje entre la Broca (7) y la Vaina (8) se introduce por el orificio constante y sin holguras (77).

La Figura 9 muestra el ensamblaje de las piezas que ayudarán a realizar un brocado en sentido anterógrado (hacia adelante) y posteriormente en sentido retrógrado (hacia atrás). En primer lugar, el cirujano ensambla la pieza Palpador (11) sobre la pieza Mango (10). Dichas piezas se pueden ajustar con un rango de angulación, en función de las necesidades y criterios del cirujano, que puede ajustar la angulación del brocado desplazando la pieza Mango (10) sobre la parte arco (45) de la pieza Palpador (11). Una vez que se ha establecido la angulación deseada, el cirujano bloquea dicha angulación apretado el anclaje rápido (13) sobre la pieza Mordaza (12). Posteriormente introduce el ensamblaje por uno de los portales que le ha practicado al paciente y lleva la Diana (14) del Palpador (11) al punto concreto por donde quiere que salga la Broca (7) cuando se realice el brocado en sentido anterógrado. Dicho punto de salida lo ajusta gracias a la visión del software (5) de Realidad Virtual, que le marca la forma exacta del hueso (1) del paciente, y la angulación y posición exacta del ensamblaje gracias al Sensor (4) situado en la pieza Mango (10). Una vez que el punto de salida se ha ajustado, se introduce la pieza Guía de Broca (9) entre la pieza Mango (10) y Mordaza (12), se comprueba que el punto de entrada es el adecuado en el monitor de Realidad Virtual y se impacta la pieza Guía de Broca (9) aplicando esfuerzos mecánicos sobre la base (74) hasta que la punta (76) de la Guía de Broca (9) ha penetrado en el hueso (1) del paciente. De ésta manera, el instrumental está preparado para realizar un brocado en sentido anterógrado con una precisión exacta a la planificada por el software (5) de Realidad Virtual, ya que éste proporciona la visión de los puntos de entrada y salida perfectos gracias a la reconstrucción 3D que hemos realizado previamente con el Puntero (6) o el hueso (1) captado por las pruebas diagnósticas previas.

La Figura 10 muestra el ensamblaje de la broca anterógrada y retrógrada que hace posible que se broque un túnel en un hueso de dos diámetros diferentes en sentido retrógrado sin sacar la broca del hueso, es decir, primero se broca un túnel completo en el hueso (1) de menor diámetro hasta llegar a la Diana (14) y sin sacar la Broca (7) del mismo túnel, posteriormente se acciona la Vaina (8) produciendo un adelantamiento relativo de ésta pieza Vaina (8) sobre la pieza Broca (7) gracias al giro de la unión de la pieza Tornillo sin Fin (17) y Brida (18). Dicho adelantamiento relativo de la Vaina (8) provoca que se gire 90° la pieza Cuchilla (15) por el empuje del gatillo (96) y de ésta manera se pueda brocar el mismo túnel con un diámetro mayor de forma retrógrada (de dentro a fuera) sin sacar el ensamblaje del túnel realizado en el hueso (1), todo ello guiado con por el software (5) de Realidad Virtual, que nos permite comprobar la inclinación y orientación del túnel que vamos a realizar gracias al Sensor (16) del ensamblaje.

En el Detalle C se puede ver el ensamblaje entre la pieza Tornillo sin Fin (17) que está unido a la pieza Brida (18) de manera mecánica a través del anillo (78) de mayor dimensiones, seguido del cuerpo (79) y un tope final (80). También se aprecia la parte final de la pieza Vaina (8) con el anillo (81) de la misma. En la parte más posterior a la Broca (7) se encuentra el Vástago de conexión (19) con forma de triángulo, que se ensambla al motor del quirófano, junto con el sensor (16) que le da el posicionamiento global al software (5) de Realidad Virtual.

En el Detalle D se muestra la punta de la Broca (7) con el tope (83) que evita que se introduzca viruta de hueso entre la pieza Cuchilla (15) y la ranura de salida de la misma (82).

La pieza Broca (7) que está compuesta de un vástago largo (86) en el que en su parte trasera se encuentran los elementos que se ensamblarán con la pieza Vaina (8), Tornillo sin Fin (17) y Brida (18). Como muestra el Detalle E la parte trasera de la pieza Broca (7) está compuesta del vástago de conexión (19) al motor del quirófano, con forma de triángulo, el anillo (87), seguido de un cuerpo (88) y una abertura superior (89) e inferior (90). En la vista Detalle F se aprecia la parte final de la Broca (7), compuesta por la ranura (82) rectangular de la pieza Cuchilla (15), un orificio cilindrico pasante (84) en el que se sitúa el eje de giro de la pieza Cuchilla (15), y el tope (83) que evita que la viruta entre en el ensamblaje. También se aprecia la punta helicoidal (85) de la broca (7).

La pieza Vaina (8), formada por un vástago largo (91) por cuyo interior deslizará la pieza Broca (7). Como se puede ver en el Detalle G la parte trasera de la pieza Vaina (8) presenta un anillo (81) con un aumento de diámetro al que se unen la pata dentada superior (92) que se ensambla con la ranura superior (89) de la pieza Broca (7), y la pata dentada inferior (93) que se ensambla con la ranura inferior (90) de la pieza Broca (7). Ambas patas dentadas (92) y (93) de la pieza Vaina (8) se ensamblan sin holguras con las ranuras superior (89) e inferior (90) de la pieza Broca (7) restringiendo de ésta manera el movimiento de la pieza Vaina (8) hacia adelante y hacia atrás, siendo éste el único movimiento permitido entre ambas piezas, considerando la pieza Broca (7) fija en el espacio. Como se muestra en el Detalle H en la parte delantera de la pieza Vaina (8) se encuentra el elemento que la acciona la pieza Cuchilla (15), que es el Gatillo (96), situado en la parte inferior y final de la pieza Vaina (8). Como mencionamos anteriormente, el único movimiento permitido entre la pieza Broca (7) y Vaina (8) por el ensamblaje entre las ranuras superior (89) y pata dentada superior (92), y la ranura inferior (90) con la pata dentada inferior (93) es hacia adelante y hacia atrás, el elemento Gatillo (96) acciona a la pieza Cuchilla (15) para girarla 90° sobre el eje situado en la posición del orificio (84) de la pieza Broca (7) que alojará un tornillo de bloqueo. Ademas, se puede apreciar en el Detalle H una abertura superior (94) que permitirá a la pieza Cuchilla (15) que se voltee 90° limitando su giro a esa angulación concreta. De igual forma, en la parte inferior se puede apreciar otro tope inferior (95) el cual replegará la Cuchilla (15) cuando se accione el Tornillo sin Fin (17).

La Figura 13 muestra una vista alzado lateral donde se aprecian perfectamente la pata dentada superior (92) y la pata dentada inferior (93). El plano en sección C-C’ nos permite obtener el Detalle I, en el que se muestra la abertura superior (94) con el tope (97) que restringe el giro de la pieza Cuchilla (15) a 90°, y en la parte inferior de muestra la ranura que permitirá la salida del otro lado de la pieza Cuchilla (15) con un tope posterior (98), la ranura de abertura de salida (95) y la pieza Gatillo (96). La pieza Gatillo (96) es la que acciona el giro de la pieza Cuchilla (15) cuando la pieza Vaina (8) se desplaza hacia adelante, y del mismo modo, la pared posterior (99) de la pieza Gatillo (96) es la que replegará la pieza Cuchilla (15) cuando la Vaina (8) se desplace hacia atrás sobre la Broca (7).

La Figura 14 muestra una vista alzado de la pieza Vaina (8) con el Detalle J donde se aprecia como sobresale la pieza Gatillo (96) dentro del canal del la pieza Vaina (8).

La pieza Cuchilla (15) comprende un diseño fundamental para hacer el brocado retrógrado simétrico del túnel en el hueso (1). La distancia entre la pared anterior (104) y la pared posterior (101) determinará el diámetro del túnel cuando se realice el brocado de forma retrógrada. La presente divulgación cubre todos los diámetros, no restringiendo el rango de los mismos. La cara superior (100) es la zona que realizará el desbaste del hueso (1) cuando la pieza Cuchilla (15) esté girada 90° y bloqueada por la pieza Vaina (8), de ésta manera el ensamblaje se acciona de forma retrógrada. En el centro de la pieza se muestra el orificio del tornillo (105) que hace la función de eje de giro. En la parte inferior se encuentra la base (103) y la Pestaña del Gatillo (102) que es la que articula con el Gatillo (96). Cuando la pieza Vaina (8) se desplaza hacia adelante, el Gatillo (96) desplaza la Pestaña del Gatillo (102) de la pieza Cuchilla (15) que provoca que ésta se gire 90° al verse restringida por el tornillo pasante por el orificio del eje (105). Una vez que la pieza Cuchilla esté en posición retrógrada, al desplazar hacia atrás la pieza Vaina (8) la pared posterior del Gatillo (99) empuja a la pieza Cuchilla (15) por la Pared de Repliegue (106), provocando de ésta manera que la Cuchilla (15) vuelva a replegarse. La cara superior (100) de la pieza Cuchilla (15) es la que realiza el desbaste del hueso (1). Como se puede apreciar en el Detalle K, la cara superior (100) está compuesta por dos bordes afilados (108) simétricos y un canal (107) para la salida de la viruta durante el proceso de brocado retrógrado.

La unión entre la pieza Tornillo sin Fin (17) y Brida (18) es la que provoca que la pieza Broca (7) esté fija relativamente en el espacio y solo pueda tener un movimiento de rotación, y la pieza Vaina (8) se desplace hacia adelante y atrás provocado por el giro de la unión entre el Tornillo sin Fin (17) y Brida (18). La pieza Tornillo sin Fin (17) tiene una estructura interna con espiras (109) internas de rosca y los rebajes (110) que evitan que se gripen ambas piezas. Su parte exterior comprende tres secciones, como son el anillo (78) que sirve para unión de la pieza Brida (18), el cuerpo (79) y el tope final (80). La Sección C-C” donde se aprecia los rebajes (110), la espira interna (109) que acciona con la pata superior (92) y la pata inferior (93) de la pieza Vaina (8), y una cavidad comprendida entre el tope vertical (112) y los topes externos (111). Dicha cavidad es la que se ensambla con el anillo (87) de la pieza Broca (7). La pieza Brida (18), que al unirse con la pieza Tornillo sin Fin (17) se ensamblan con la pieza Broca (7) y Vaina (8), restringiendo el movimiento de la Broca (7) en todas las direcciones, permitiendo solo un movimiento de giro rotacional sobre su propio eje. La forma externa (116) de la Brida (18) que presenta las mismas dimensiones que el anillo (78) de la pieza Tornillo sin Fin (17) y un orificio (115) por el que sale el vástago (19) de la Broca (7) para la conexión a motor del quirófano. También se muestran los orificios (114) para los tornillos que unirán las piezas Tornillo sin Fin (17) y Brida (18). La cara interna (117) que está en contacto con el anillo (87) de la broca (7) y la cara externa (118) sobre la que se unirá el sensor (16).

En la Figura 17A se muestra el ensamblaje completo de la broca anterógrada y retrógrada. Concretamente se muestra el estado en reposo del ensamblaje, siendo la posición para hacer el brocado anterógrado, ya que presenta la pieza Cuchilla (15) replegada, como se puede ver en el Detalle L, además de la pieza Tornillo (119) de la cuchilla, que realiza la función de eje de rotación de la cuchilla (15). En la Figura 117B se muestra una visión alzado lateral con todos los componentes del ensamblaje. En la Figura 17C se muestra una visión planta del ensamblaje, donde se hace una Sección E-E” para mostrar los Detalles M de la punta del ensamblaje y N de la parte trasera que muestran el mecanismo de acción del mismo. Como se muestra en el Detalle M, cuando la pieza Cuchilla (15) está en su posición inicial, el ensamblaje puede realizar el brocado de forma anterógrada, ya que la dicha pieza Cuchilla (15) está bloqueada en la parte inferior por el gatillo (96) y por las paredes de la Vaina (8), que evitan que la Cuchilla (15) pueda girar durante el brocado.

En el Detalle N se aprecia la zona posterior del ensamblaje, en el que se ve que la Broca (7) tiene todos sus movimientos restringidos, a excepción de la rotación sobre su propio eje, gracias a que el anillo (87) de la Broca (7) se encuentra restringido en todas sus caras por la pared interna (112) y exterior (111) del Tornillo sin fin (17), y por la pared interna (117) de la Brida (18). De igual modo, la Vaina (8) se encuentra bloqueada por el ensamblaje entre la ranura superior (89) e inferior (90) de la Broca (7) y la pata dentada superior (92) e inferior (93) de la Vaina (8). Además, las patas dentadas superior (92) e inferior (93) de la Vaina (8) se encuentran bloqueadas por el ensamblaje entre los dientes de sierra de éstas, y los dientes de sierra (109) del Tornillo sin Fin (17).

En la Figura 18 se muestra una vista planta del ensamblaje con la Cuchilla (15) girada 90°. En la Sección F-F” se muestra como al accionar la unión entre el Tornillo sin Fin (17) y la Brida (18) provoca el avance de la Vaina (8). Como se muestra en el Detalle P, la rosca interna (109) del Tornillos sin fin (17) desplaza hacia adelante la Vaina (8) al deslizarse las patas superior (92) e inferior (93) por la ranura superior (89) e inferior (90) de la Broca (7) respectivamente. Como se muestra en el Detalle O, al desplazarse hacia adelante la Vaina (8) provoca que el vástago largo (91) de la Vaina empuje por arrastre el gatillo (96) a la pestaña del gatillo (102) de la pieza Cuchilla (15), y al estar ésta restringida por el tornillo de la cuchilla (119) provoca que la Cuchilla (15) gire 90°, quedando bloqueada en ésta posición al estar en contacto la cara superior (100) es la cuchilla con el tope superior (97) de la Vaina (8). La pared anterior (104) de la Cuchilla (15) sale por la abertura (94) superior de la Vaina (8) y la pared posterior (101) de la Cuchilla (15) sale por la ranura inferior de la Vaina (8). La longitud de la cara superior cortante (108) de la Cuchilla (15) es la que delimita el diámetro del túnel que avellanara el ensamblaje en sentido retrógrado.

Una vez que el cirujano termina de brocar en sentido retrógrado el túnel en el hueso (1), gira la unión entre el Tornillo sin Fin (17) y la Brida (18), provocando que la pared posterior del gatillo (99) empuje la pared de repliegue (106) de la Cuchilla (15) y ésta vuelva a su posición inicial, pudiendo sacar todo el ensamblaje del campo quirúrgico. Todo éste proceso se monitoriza en tiempo real por la interacción entre el sensor 16 y el software (5) de Realidad Virtual.

La Figura 19 muestra un resumen del mecanismo de actuación del ensamblaje, una vez que se ha realizado el brocado anterógrado con la punta de la broca (7) y la Cuchilla (15) en su posición inicial, al girar las piezas Tornillo sin Fin (17) y Brida (18), adelantando la pieza Vaina (8) que provoca que se gire la Cuchilla (15). En éste momento, el ensamblaje está listo para realizar el brocado de forma retrógrada, como muestra el Detalle Q de la vista Sección G-G' de la figura 19A.

Un aspecto fundamental de la presente invención es que al realizar el brocado retrógrado, el túnel que provocamos en el hueso es perfecto, ya que la Cuchilla (15) retrógrada realiza el brocado del túnel simétricamente con las dos puntas de la cuchilla, como se muestra en el Detalle Q de la Figura 19A.

El ensamblaje Cuchilla Escariadora (24) es el segundo instrumental de la realización preferente de la presente invención, ya mencionada en la Figura 4C. Como se muestra, tiene la misma estructura que la realización preferente del sistema de broca (7) retrógrada con Realidad Virtual (5) que mostramos en la Figura 4A y en las sucesivas figuras, la diferencia es que el siguiente instrumental está diseñado para ser empleado con esfuerzos manuales, no por el esfuerzo de un motor de quirófano. Es por ello que no presenta el vástago de conexión (19) para el motor de quirófano, en su lugar el diseño externo del Tornillo sin Fin (17) del ensamblaje de la broca retrógrada (Figura 4A) se ha realizado con forma de Mango en T (21), es decir, el Mango en T (21) presenta la misma forma interna que el Tornillo sin Fin (17). Al igual que la Abrazadera (22) es exactamente igual a la Brida (18). Del mismo modo, el sensor (23) es un sensor electrónico, no restringiendo la opción de ensamblar otro tipo de sensor, como puede ser óptico o de cualquier otra naturaleza. Como se muestra en la vista Sección G-G” de la figura 20 la estructura interna del ensamblaje es exactamente igual al ensamblaje de la realización preferente de la Figura 4A. La unión entre el Mango en T (21) y la Abrazadera (22) se realiza a través de tornillos roscados a los orificios (123). La estructura interna del Mango en T (21) presenta la misma estructura de rosca interna (121) para ensamblarse y articular con la pata superior (124) y la pata inferior (125) unidas al Anillo de unión (120) de la pieza Vaina Escariadora (20). De igual forma, al girar el ensamblaje del Mango en T (21) provocamos que la Vaina Escariadora (20) se deslice hacia adelante. Como se muestra en el Detalle R la punta está compuesta por una Cuchilla Escariadora (24) que gira sobre un tornillo (126) por el efecto de la unión entre el Balón (130), un vástago flexible (129) y la pared (128) que une éstos elementos a la Vaina Escariadora (20). La pieza Base (127) simplemente actúa como soporte del ensamblaje, y termina en forma de punta (25) para facilitar la introducción del sistema en el abordaje del paciente.

La pieza Base (127) del instrumental Cuchilla Escariadora (24) está diseñada como soporte estructural para el ensamblaje. Su parte trasera está formada por el Anillo Escariador (135) que se ensambla con la unión entre Mango en T (21) y Abrazadera (22) para permitir el giro entre dicha unión y la pieza Base (127). Considerando fija la pieza Base (127) el giro del Mango en T (21) provoca que la pieza Vaina Escariadora pueda tener un movimiento relativo hacia adelante y atrás. Tiene los mismos carril superior (133) y carril inferior (134) unidas al Anillo de unión (120) sobre las que se desplazarán la pata superior (124) y pata inferior (125) de la pieza Vaina Escariadora (20). En la vista Detalle S se muestra la punta (25) de la pieza Base (127) donde se muestra la pared (132) que está en contacto con la pieza Cuchilla Escariadora (24) y el orificio para el tornillo (131).

La pieza Vaina Escariadora (20) del instrumental Cuchilla Escariadora (24) presenta un diseño similar en la parte trasera a pieza Vaina (8). El anillo (120) de la Vaina Escariadora (20) es igual al anillo (81) de la Vaina (8) de la broca retrógrada (7), al igual que la pata superior (124) e inferior (125) de la Vaina Escariadora (20) son similares a la pata superior (92) e inferior (93) de la Vaina (8). En el Detalle T se muestra la punta de la pieza (25) dividida en dos secciones, una cara lisa (136) opuesta a la Cuchilla Escariadora (24) que tiene función de protección del tornillo (26) de la Cuchilla Escariadora (24). En la otra sección se encuentra el Balón (130) que articula con la Cuchilla Escariadora (24) a través del vástago flexible (129) que se une a la Vaina Escariadora (20) a través de la pared (128).

La Figura 23A muestra la pieza Cuchilla Escariadora (24) con una vista isométrica anterior donde se aprecia el orificio (137) para el tornillo (26) y el orificio (141) para el Balón (130). También se muestra la inclinación entre el bisel anterior (138) y el bisel vertical anterior (140) además de la punta de la Cuchilla Escariadora (139). En la Figura 23B se muestra el bisel posterior (142) y el bisel vertical posterior (143). En la Figura 23C se muestra la punta de los dos biseles, la punta del bisel anterior (139) que presenta una curvatura inferior, y el bisel punta posterior (144) que presenta un arco superior. El diseño de todos los biseles hace que cuando la cuchilla escariadora (24) gire en un sentido u otro dentro del hueso (1) por mediación del Mango en T (21) desbaste el hueso y se produzca la expulsión del las virutas que se producen. La Figura 28D es una visión posterior donde se aprecia el arco superior (145) del giro del eje del tornillo y el orificio con el carril de entrada para el balón (130), donde se articula con el vástago flexible para que la pieza Cuchilla Escariadora (24) se pueda girar libremente por la acción del Mango en T (21). También se muestra en la Figura 23D la punta superior (148) e inferior (147). En la Figura 23E se muestra la punta de la Cuchilla Escariadora (24) con una vista Detalle V donde se aprecia el diseño de la punta, gracias al cual, comprobamos que puede hacer efecto escariador girando el ensamblaje con el Mango en T en ambos sentidos, ya que la curvatura de los biseles permite desbastar el hueso (1) en ambos sentidos.

La pieza Mango en T (21) del instrumental Cuchilla Escariadora (24) es similar a la pieza Tornillo sin Fin (17) del ensamblaje de la broca retrógrada y anterógrada (7), con la ampliación de dos alas a ambos lados para que el ensamblaje completo pueda ser manipulado manualmente, y realizar movimientos de giro para realizar el escariado de la parte interna de diferentes huesos (1). En la Figura 24B se muestra la parte del anillo de unión anterior (149) a través del cual pasa el anillo de unión (120) de la pieza Vaina Escariadora (20). El anillo hexagonal (150) tiene la misma forma exterior que la pieza Abrazadera (22) y tiene la función de soporte para unir y fijar ambas piezas, quedando el ensamblaje unido y sellado. La Figura 24C muestra una vista Sección H-H” donde se ve la estructura interna del Mango en T (21) destacando la rosca interna (121) sobre la que se roscarán la pata superior (124) e inferior (125) de la Vaina Estariadora (20). Los orificios (152) presentes en el interior del anillo de unión anterior (149) están diseñados para evitar que se gripen ambas piezas por el roce entre ambas. La Figura 24D muestra los orificios (122) para el anclaje mediante tornillos de fijación entre las piezas Mango en T (21) y Abrazadera (22).

La Figura 25 muestra el mecanismo de acción del ensamblaje de la Cuchilla Escariadora (24) cuando ésta es accionada. Cuando el Mango en T gira en sentido horario produce un desplazamiento de las patas superior (124) e inferior (125) de la Vaina Escariadora (20) hacia adelante sobre los carriles superior (133) e inferior (134) la pieza Base (127). La pieza Cuchilla Escariadora (24) está anclada únicamente por el tornillo (26) que actúa como eje de giro para la Cuchilla (24), el desplazamiento hacia adelante de la Vaina Escariadora (20) provoca que el vástago flexible (129) empuja el balón (130) hacia adelante produciendo una elevación de la Cuchilla (24), una vez que se ha alcanzado la inclinación deseada, se fija el Mango en T y con giros del ensamblaje completo, se produce un escariado del interior del hueso (1). Todo ello es seguido en tiempo real en el monitor del software (5) de Realidad Virtual por mediación del sensor (23) del ensamblaje escariador.

La pieza Guía de dos puntas (34) del ensamblaje nombrado en la Figura 4E, está compuesto de un mango (34) para que pueda ser manipulado por el cirujano, solidario al mango (34) continúa con un vástago (154) que termina en forma curva (36), como se muestra en el Detalle W, no quedando restringida la forma final por otro tipo de diseño. La Figura 26B muestra la vista Sección K-K” donde se muestra la estructura interna de la pieza, destacando el canal interno (155) para el guiado de la Broca Flexible (39). La Figura 26C muestra la Broca Flexible (39) compuesta en su parte trasera por un tope (37) que consiste en un aumento de diámetro que permite restringir la profundidad del brocado al hacer contacto (156) el tope (37) con el mango (34) de la Guía de 2 puntas (35). Además tiene una prolongación para la conexión al motor del quirófano. La Broca Flexible (39) está fabricada en una aleación metálica que le permite tener cierta ductilidad para que en la parte final de la broca (157) se pueda curvar al pasar por la curvatura final (36) de la Guía de dos puntas (35). La terminación de la broca (158) es plana para poder penetrar mejor en el borde de ciertos huesos (1). La Figura 26D muestra una vista planta del ensamblaje de la Guía de dos puntas (35) y la Broca Flexible (39), en el que destaca como está restringido la profundidad del brocado al contactar el tope (37) de la Broca Flexible (39) con el Mango (34) de la Guía de dos puntas (35). En el Detalle Z se muestra la terminación en forma de Boca (153) de la Guía de dos puntas (35) y la punta (158) de la Broca Flexible (39).

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia y artroplastia caracterizado por contar con instrumental a medida (3) fabricado con tecnología aditiva de impresión 3D para cada hueso (1) con sensores ópticos (2), no limitando a cualquier otro tipo de sensores.

2. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia y artroplastia, según reivindicación 1, caracterizado por reconstruir en 3D los huesos, músculos, ligamentos, y todos las partes blandas que se requiera, a través de pruebas diagnósticas tales como TAC (Tomografía Axial computerizada) o RMN (Resonancia Magnética Nuclear) o por la adquisición de nube de puntos clave intraquirúrgicos tomados por un puntero (6) directamente sobre el hueso (1).

3. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia y artroplastia, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por reconstruir en 3D los huesos (1) o ligamentos, músculos, liquido articular, y todos las partes blandas que se requiera, con una RMN como única prueba diagnóstica.

4. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia de Ligamento Cruzado, según reivindicaciones 1, 2 y 3 caracterizado por realizar los túneles en los huesos seleccionando exactamente el punto de entrada y de salida según se ha realizado previamente en la planificación quirúrgica, siendo el único sistema que reproduce fielmente la orientación de los ligamentos naturales del paciente.

5. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia de Ligamento Cruzado, según reivindicaciones 1, 2, 3 y 4 caracterizado por un instrumental navegable específico con Broca (7) con punta simétrica anterógrada y retrógrada para el sistema de Ligamento Cruzado anterior y posterior, con diferentes palpadores (11) en función del tipo de ligamento, siendo del tipo que comprende un mango (10) con sensor (4) de navegación, al que se le ensambla el palpador (11) regulable en angulación que selecciona el punto de salida de la broca (7) a través de la diana (14) y el punto de entrada impactando la guía de broca (9) sobre el hueso (1), y un cierre a través el enganche rápido (13) que comprime la mordaza (12).

6. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia de Ligamento Cruzado, según la reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por un instrumental Navegable específico con Broca (7) montada sobre una Vaina (8) con una cuchilla simétrica (15), un tornillo sin fin (17), brida de cierre (18) y un sensor (16) que reproduce en el software (5) la dirección del brocado anterógrado del hueso (1), introducido por la Guía de broca (9) hasta la diana (14).

7. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia de Ligamento Cruzado, según la reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el giro del ensamblaje de la cuchilla (15) 90°, perpendicular al eje de la broca (7) en disposición brocado retrógrado.

8. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugías de artroscopia de Ligamento Cruzado, según la reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por una Cuchilla (15) simétrica que realiza un brocado constante en toda la sección del túnel femoral.

9. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugía tumoral, según la reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado por un instrumental Cuchilla Escariadora (24) que comprende una cuchilla escariadora (24) ensamblada a través de un tornillo (26) a la base (127) sobre la que se coloca la vaina (20) que acciona la cuchilla escariadora (24) por el giro del mango en T (21) ensamblada a la brida (22)., (22)., y un sensor (23) que comunica en tiempo real con el software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada.

10. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugía tumoral, según la reivindicaciones 1, 2, 3 y 9 caracterizado por realizar el escariado exclusivamente del hueso esponjoso tumoral sin eliminar parte sana debido a la planificación y navegación del instrumental Cuchilla Escariadora (24).

11. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugía artroscópica de hombro, según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque comprende un instrumental Pasa Suturas (27) con sensor óptico (2) que comunica en tiempo real con el software (5) que perfora tejidos y rescata suturas por mediación de un alambre que se introducen por el orificio pasante (28).

12. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugía artroscópica de inestabilidad de hombro, según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque comprende un instrumental Guía de dos puntas (35) con sensor (4) que se comunica en tiempo real con el software (5), integrado en el mango de agarre (34), y unido éste a un vástago largo (154) que en su parte final presenta una ranura (40) para visualizar la con broca flexible (39) con una punta curva (36) y con terminación en forma de boca (153) que apoya en hueso (1).

13. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugía artroscópica de inestabilidad de hombro, según reivindicaciones 1, 2, 3 y 12 caracterizado por una Broca Flexible (39) que atraviesa el canal interno (155) de la guía de 2 puntas (35), que comprende por un tope (37), conexión (38) al motor del quirófano en su parte trasera, y la parte final de la broca flexible (39), que se curva (157), además de una punta (158) con forma de espada.

14. Método implementado por ordenador de Planificación Quirúrgica y navegador quirúrgico con software (5) de Realidad Virtual y Realidad Aumentada para cirugía artroscópica, según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado por un instrumental Punzón (42) que comprende un mango con sensor óptico (2) y un vástago largo (43) acabado en punta (44) que comunica su posición en tiempo real con el software (5).