WO2017113022A1 - Simulador medico para la simulación de intervenciones de punción - Google Patents

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WO2017113022A1
WO2017113022A1 PCT/CL2015/000070 CL2015000070W WO2017113022A1 WO 2017113022 A1 WO2017113022 A1 WO 2017113022A1 CL 2015000070 W CL2015000070 W CL 2015000070W WO 2017113022 A1 WO2017113022 A1 WO 2017113022A1
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medical simulator
phantom
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simulation
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PCT/CL2015/000070
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Fernando ALTERMATT COURATIER
Constanza MIRANDA MENDOZA
Benjamin GARNHAM LÉNIZ
Jorge SANZ GUERRERO
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Pontificia Universidad Católica De Chile
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    • G09B23/30Anatomical models
    • G09B23/303Anatomical models specially adapted to simulate circulation of bodily fluids

Definitions

  • the present invention relates to a medical simulator for the simulation of medical interventions, mainly for the practice of peripheral venous punctures and central punctures, as well as for catheter and cannulation posture.
  • the medical simulator of the invention reduces the risk associated with training in living patients, using a phantom or body model that simulates the stage of the procedure being trained and, at the same time, allows to acquire the knowledge and skills required in a controlled environment to the user.
  • the present invention comprises an objective feedback simulator and a performance monitoring platform, allowing to provide feedback in an automated way regarding the performance of the users, largely dispensing with the need for an instructor in relation to 1 1 with the apprentice.
  • the implementation thereof allows a single instructor to supervise a greater number of trainees, using the computational capabilities associated with the medical simulator and the simplicity of the training interface. What it offers.
  • the present invention comprises the use of a graphic display interface in user equipment, such as Smartphones, Tablets or other display equipment, either for real-time visualization of the performance of a simulated procedure or to visualize the performance User history.
  • user equipment such as Smartphones, Tablets or other display equipment
  • simulation offers the possibility of practicing risky procedures outside of patients and multiple times before a student has to face the real situation where there is a risk.
  • symptoms are used for the majority of the procedures to be simulated where what is sought is to practice a skill or technical procedure.
  • symptoms are used. These consist of models of the human body, or parts of it, of materials that emulate a human body and that emulate the anatomical characteristics that allow them to perform the procedures to be simulated.
  • a problem with this type of simulation focused on the development of technical skills, is that although the phantoms used can be faithful representatives of the human anatomy and present an excellent practice platform, the simulator itself does not deliver feedback to the student of how he performed the procedure.
  • digital simulators have the serious problem that they do allow to evaluate how a procedure was prepared or the steps to follow to carry out a procedure, the realization of this procedure is not real, it does not involve the realization of the The procedure itself is not a teaching technique in itself, so this type of simulation is more an interactive test of knowledge rather than a true way of applying knowledge in patients.
  • US 87841 1 1 discloses a system for the practice of vascular access techniques, where said system provides a real simulation of the puncture procedure in humans.
  • Said system comprises the simulation of the resistive forces that a practitioner would experience during a real procedure, using a data processing system and an interface device that together are called a hepatic device.
  • the haptic device has a plurality of sensors that measure the movement of the device, measurements that are transmitted to the information processing system that determines, on the basis of said measurements, a series of signals that are translated by the haptic device as resistance factors to puncture or other common behaviors of the actual procedure. That is, the system provides a feedback mechanism by means of signals that, from the processing of said signals, allows to simulate electronically the different behaviors that could exist in a real procedure, simulating forces, movements or others in front of the manipulation of the interface device .
  • GB 251637 proposes a system and method for the practice of injection techniques, which comprises a tool that is injected into an apparatus and, by means of detecting injection parameters, measuring the accuracy of the procedure.
  • Said system has a set of alert means, such as lights, alarms or others, for the display of the performance of the procedure, where the apparatus comprises an anatomical model Injection comprises a video capture device for recording and detecting the procedure.
  • alert means such as lights, alarms or others
  • US 2013078603 proposes a one-arm model for intravenous injection training.
  • Said arm model comprises a skin layer that is removably mounted on the model, a liquid impeller that provides blood mimicking fluid at a blood-like flow rate, so that many users can use the same model.
  • US 2013078603 proposes a solution that does not allow simultaneous training of different types of procedures nor does it grant the precision required for the effective training of specific puncture skills, comprising a real but simple implementation that is limited to the practice of intravenous injections, without offering specific results in terms of feedback and training.
  • the medical simulator of the present invention collects the information from the training, being able to understand the way in which the procedure was performed, detect errors, record the information, and compare it with previous attempts at execution.
  • a device connected to the phantom (which can be a Smartphone, Tablet, computer or other device) receives the information in an application / program and is responsible for making the final processing of the information, in order to show it to the student together With detailed feedback on how to improve in the future and what are the mistakes made in each training.
  • the present invention comprises a medical simulator in procedures related to puncture, for the practical training of personnel or users in said procedures, accurately recreating the procedure to be trained and facilitating the feedback of the performance of the user performing the training.
  • the medical simulator is oriented to punctures made with standard catheters, both in peripheral punctures and in central punctures, incorporating the procedure that these imply before being performed and during its realization.
  • the medical simulator has four main components:
  • - Fantoma is an anatomical model of parts of the human body, for example, of an arm, leg, or portion of any of these, recreates the anatomical stage of training; realizes the puncture, integrating sensing and detection means for the characterization of the position and movement of the device;
  • the medical simulator comprises a body model or phantom that simulates the stage of the procedure, particularly the anatomy related to the area of the intervention.
  • the phantom is a training model arranged to recreate the simulated surface, where said phantom comprises means to detect user interaction with the model, for example, the recreation of a section of a human arm comprising means to detect the presence and position of an instrument. That is, the phantom used corresponds to an anatomically correct model of some part of the body that is the usual recipient of peripheral venous punctures or other punctures, for example, the forearm or leg.
  • the phantom emulates, among other characteristics, the necessary resistance when making a puncture or cannulation, in addition to containing within itself objective structures in an arrangement that simulates the behavior of said structure within the human body, for example ducts to simulate the fluid carried by the veins inside the human body.
  • the objective structure simulates veins or arteries through ducts that contain liquid within them, emulating the blood of the human body.
  • said liquid can have a pressure given either by a pump or by a container located in height with respect to the phantom, where said container is connected to the of the objective structure.
  • the phantom of the medical simulator of the present invention comprises at least one objective structure, which is the object of the intervention to be tested.
  • the objective structure comprises elements of the circulatory system.
  • the objective structure may comprise any anatomical structure that is the object of a medical intervention by puncture.
  • a preferred embodiment of the invention comprises that the phantom is conformed by at least two components, wherein said components simulate the characteristics of the anatomical structure in the procedure being simulated.
  • the at least two components of the phantom correspond to a set or simulation kit and to a base structure, which are described in more detail below.
  • the set or simulation kit corresponds to the main structure of the phantom, being the functional component during the procedure to be simulated.
  • Said simulation set is formed by a structure comprising at least two parts, a first part that simulates the behavior of the tissues and anatomical structures present in the surroundings of the objective structure, mainly between the epidermis and said structure, and a second part that corresponds to the objective structure itself, which is integrated or embedded in the first part of the simulation set.
  • the first part of the simulation set is characterized by reflecting the behavior of the tissues and anatomical structures against the action of an intervention instrument or tool, such as a needle, simulating the elasticity and resistance offered by the anatomical tissues and structures to these Devices in reality. In this sense, the first part of the said tissues and anatomical structures.
  • the first part of the simulation set comprises at least one detection means of the intervention device, preferably at least two detection means, which allow to detect the position of the intervention device in the simulation assembly during the training.
  • the detection means correspond to a pair of electrodes integrated in the simulation set, particularly in various layers thereof, being connected to a data acquisition module of the medical simulator and preferably being one above of the objective structure and another under the objective structure.
  • the electrodes consist of conductive material that can be punctured without being damaged, so that it can be reused.
  • the first part of the simulation set may be composed of one or more layers that allow to reproduce the actual behavior of a puncture intervention, simulating the behavior of the real layers of the skin as epidermis, dermis and subcutaneous tissues.
  • the second part of the simulation set which corresponds to the objective structure of the medical simulator, is integrated or embedded in the simulation set, particularly in the first part of said set.
  • the second part of the simulation set may comprise one or more objective structures, either the same or of different types, depending on the type of intervention to be simulated.
  • the ducts being the objective structure in this example.
  • the objective structure is a functional element arranged in the phantom to recreate the behavior of said objective structure.
  • the functional element is the ducts through which a fluid similar to the blood circulates or that simulates the behavior of the blood, where said fluid circulates through gravity action or by the action of a pump giving functionality to the objective structure.
  • said ducts can simulate the behavior of vascular tissue, such as puncture resistance.
  • Additional modalities of the present invention comprise that the second part of the phantom simulation set is formed by one or more objective structures, arranged in one or more layers of the first part of said set.
  • one or more objective structures can be provided in the same or different layers of the simulated anatomy, for the simultaneous training of different interventions and procedures.
  • the simulation set is characterized by a sandwich structure comprising one or more objective structures integrated in one or more layers of the simulation set, wherein said sandwich structure can be replaced by free and simplified form, in such a way to maintain the fantastic product of the damage that it can suffer in training. Therefore, according to the present modality, the maintenance of the medical simulator is carried out by replacing a single piece corresponding to the simulation set, which comprises all the components and elements of the simulator that are punctured during training.
  • the simulation set may have different characteristics depending on the type of procedure to be simulated. Indeed, the use of different patients and in different types of procedures.
  • the simulation set can integrate a layer that has more adipose tissue that simulates an obese patient, or a simulation set that has thinner veins can be integrated, such as to simulate a child.
  • combinations of different anatomical features can be made, allowing the range of simulation offered by this medical simulator to be extended. Therefore, among the advantages of this medical simulator there is the ease of incorporating different kits or simulation sets for training in different procedures and / or different scenarios, using the same base structure and information processing system.
  • an alternative modality of the phantom allows the simulation set to be separated in its first and second part, the objective structure being arranged as an external component to the layer (s) that make up the simulation of the anatomical tissue.
  • the simulation set may comprise another type of sensors for the measurement of different actions by the user during the procedure, for example a pressure sensor arranged close to the surface of the simulation set, particularly integrated to the first part thereof, to detect the ligation of the phantom.
  • a pressure sensor arranged close to the surface of the simulation set, particularly integrated to the first part thereof, to detect the ligation of the phantom.
  • the information of said pressure sensor could be used in simulated training, for example, to measure the duration of training by detecting the start and end of the puncture procedure.
  • the phantom comprises a base structure that forms the phantom support.
  • Said base structure is preferably a resistant substrate that allows the phantom to be arranged on a surface during the process.
  • the base structure simulates the general behavior of the internal tissues of the intervened anatomy, Additionally, the base structure must be adapted to accommodate and fix the simulation assembly, comprising housing and fixing means for said effects.
  • the accommodation and fixing means comprise an additional structure in the form of a housing, which has a space to receive and permanently hold the simulation assembly used in training.
  • said housing and fixing means can be any type of element that allows the simulation set to be fixed to the base structure of the phantom.
  • the simulation set can be located in the accommodation and fixing means of the phantom by means of pressure insertion that allows its subsequent release for repair and / or replacement.
  • the intervention device comprises a real puncture instrument arranged for manipulation by a user, for example a syringe, needle and / or cannula, where said puncture instrument integrates sensor means, for example accelerometers and / or gyroscopes, which allow you to determine your position with respect to the body model or phantom.
  • sensor means for example accelerometers and / or gyroscopes
  • the sensor means of the intervention device are integrated in a small sensor capsule that replaces the back cover of the catheter.
  • the sensor capsule is compatible with all catheter measurements used in It is connected to the data acquisition module of the medical simulator for the transmission of the sensed information.
  • the sensing capsule is responsible for recording the contact of the electrodes in the phantom with the tip of the puncture instrument (area discovered by the catheter).
  • the detection means of the intervention device correspond to a conductive bar sized in such a way that it can extend into the posterior plastic zone of the catheter, located inside the capsule, in the area that is inserted into the back of the catheter.
  • the conductive rod may be connected to the circuit ground or use a predetermined voltage as a reference, extending supported by an adaptation system such that it makes contact with the portion of the puncture instrument that extends into the reflux zone of the catheter, ensuring that said contact is independent of the type of catheter used.
  • the adaptation system can be a system of elastic materials, such as a plastic tube or one or several springs, which by means of the elastic action maintains the contact of the bar on the puncture instrument.
  • the sensing means of the sensing capsule that record the movement of the puncture instrument are integrated in an IMU ⁇ Integrated Motion Unit) which is in communication with the processing and visualization system, where According to one modality, said communication is through a serial communication such as I2C, and can be carried out by means of another type of communication protocol.
  • the IMU records the angular position (using a gyroscope) and linear acceleration (using an accelerometer), giving 6 degrees of freedom and they are processed by the processing and visualization system to determine the way in which the intervention device moves during training.
  • the IM U allows not only to detect the angle of attack of the intervention device at the time the puncture is initiated, but also allows to characterize the complete movement of the intervention device, for example, by detecting how many times the user goes back and tries the procedure again during the same training.
  • the medical simulator of the present invention comprises a processing and visualization system for the collection, storage and visualization of information linked to training, capable of providing an automated feedback of the performance of the simulated procedure.
  • Said processing and visualization system is in communication with both the phantom and the intervention device, said communication being preferably wireless.
  • the processing and visualization system monitors the training process by collecting the information from the sensing means in the intervention device and the detection means in the phantom, offering storage and processing capabilities of said information either in a local database or in a database arranged on a server connected to a network.
  • the processing and visualization system allows the user to deliver retro-imentation to the user in real time, which is visualized, through a graphic interface.
  • processing and visualization system allows the storage of information for later visualization by means of a graphical interface, where access to information can be done remotely by connection to the network in which it is only to the information of retroal instantaneous imentation during the training process, but also to the historical information of the stored trainings, being possible to evaluate the performance of the training within a period of time.
  • the manipulation information of the intervention device is characterized by its movement, through its position in the workspace, relative position with respect to the phantom, including in space, angle of attack with respect to of the phantom, acceleration and other parameters measured through the sensor means, as described above.
  • another type of information monitored by the processing and visualization system comprises the detection of the intervention device by the detection means arranged in the phantom and in the intervention device, where said information is characterized by electrical signals originated by the presence of the intervention device when it comes into contact with the means of detection of the phantom.
  • the processing and visualization system comprises the detection of the intervention device by the detection means arranged in the phantom and in the intervention device, where said information is characterized by electrical signals originated by the presence of the intervention device when it comes into contact with the means of detection of the phantom.
  • Alternative modalities of the medical simulator comprise that at least part of the information monitored by the processing and visualization system is information related to the behavior of the objective structure during the simulated procedure, for which sensor means are provided that measure the behavior of said objective structure .
  • the processing and visualization system is information related to the behavior of the objective structure during the simulated procedure, for which sensor means are provided that measure the behavior of said objective structure .
  • sensor means are provided that measure the behavior of said objective structure .
  • flow sensors can be arranged to detect variations in the flow of the liquid that circulates inside the ducts that make up said structure.
  • the objective structure can also objective structure.
  • the processing and visualization system is divided into two main parts, a data acquisition module and a processing and visualization module.
  • the data acquisition module is an electronic system that, according to the preferred modality, is within the phantom, particularly integrated into its base structure.
  • the acquisition module makes it possible to integrate the measurements made by the detection means and sensors possessed by the intervention device, particularly by the UI, and detection medium chickens and sensors presented by the phantom, particularly the electrodes, communicating said measurements. in correct form to the module of processing and visualization of data that does all the processing of the acquired measurements.
  • the acquisition module is composed of a power source and a microcontroller, where the latter receives the inputs of the medical simulator detection means and processes them as digital sensors.
  • the acquisition module manages to sense said interaction and record it.
  • the microcontroller in the acquisition module also receives, through an architecture and communication protocol that can be serial, of the I2C type or another type of communication, the data coming from the IMU. These are analyzed by the acquisition module and sent to the processing and visualization module, for example, in real time.
  • the actions of the electrodes as detection means are sent as interruptions in this data communication. storage for the storage of data and information collected during training, allowing training without a processing and visualization device.
  • the user can access the training information and the corresponding feedback by loading the integrated information from the storage memory of the acquisition module.
  • the acquisition module can be connected to the processing and visualization module via a physical data communication interface, for example via a USB cable using serial protocol, or a wireless connection using bluetooth and serial communication.
  • a physical data communication interface for example via a USB cable using serial protocol, or a wireless connection using bluetooth and serial communication.
  • any type of architecture and communication protocol can be used between the communication of the medical simulator components.
  • the processing and visualization module comprises a computerization and visualization system that connects to the medical simulator, said processing and visualization module can be a Smartphone, Tablet, personal computer or any other electronic device that allows to process and visualize the information related to training.
  • the processing and visualization module can be integrated into a single electronic device, which in turn can be part of the medical simulator or be an external device, for example owned by the user, which is connected to the simulator doctor at the start of training.
  • one modality contemplates that the processing and visualization module is not connected during the training, being carried out directly in the medical simulator and storing the training information in the acquisition module, for its subsequent processing and visualization. that allows to process the information and show it to the user offering objective feedback of the training process, being able to use for it the resources of the electronic equipment that is connected to the medical simulator.
  • said retroactive objective imitation of the training is delivered to the user by presenting the training data and information through statistics, which can be stored in a database, for example on a server, for later review. This feedback is based on processed information that is useful for training in puncture procedures, such as: a. Change of angle over time and before and after effective cannulation. b. Number of times and location in time where the catheter recedes. C. Duration of the procedure from the position of the ligature until the release of it.
  • Figure 1 shows a medical simulator scheme according to a preferred modality.
  • Figure 2 shows a scheme of the medical simulator intervention device according to a preferred modality.
  • Figure 3 shows a phantom scheme of the medical simulator according to a preferred modality. with a preferred modality.
  • Figure 5 shows a perspective view of the phantom of the medical simulator according to an alternative modality.
  • Figure 6 shows the exploded view of the medical simulator phantom according to an alternative modality.
  • FIG. 1 A diagram of the medical simulator according to a preferred embodiment of the invention is shown in Figure 1, where it is appreciated that the medical simulator 1 0 comprises a phantom 20, an intervention device 30, an acquisition module 40 and a processing and visualization module 50, where said phantom 20 and intervention device 30 are in data communication 41, 42 with the acquisition module 40, which in turn is in data communication 43 with the module of processing and visualization 50.
  • the processing and visualization module is in communication with a server 60 through a network 51, where said server 60 is accessible by means of terminal equipment 70 through the network 5 1 , either wirelessly or via a cable connection.
  • the terminal equipment 70 allows to visualize the information contained in the server regarding the intervention procedure, either in real time and / or the historical information of the trainings, where said historical information can be stored in the processing and visualization module, in a external database or on a server accessible by communication network 51.
  • the processing and visualization module 50 is integrated or corresponds entirely to the user's terminal equipment 70, used to access display 50 when connected to the data acquisition module 40 via the data communication interface 43.
  • FIG. 2 A diagram of the intervention device 30 of the medical simulator according to a preferred embodiment of the invention is shown in Figure 2, where it is appreciated that the intervention device comprises:
  • an adaptation system 32 that allows the extension of a conductive bar 33 to generate electrical contact with the front part of a puncture instrument such as a needle (not shown);
  • the conductive bar 33 which, connected to the adaptation system 32, allows the connection of the puncture instrument with the electrical circuit, extending to make electrical contact with said instrument, wherein said conductive bar can be a metallic bar;
  • the intervention device can be presented in a packaging connected to the catheter, comprising a reusable plastic capsule that adapts to any catheter for use in the procedure, said packaging is called a sensing capsule 36.
  • the adapter 3 1 of the intervention device is an element that adapts to the standard connection with different types of catheters, having a standard diameter that allows it to couple the sensor capsule 36 with different puncture instruments.
  • said phantom 20 comprises:
  • a simulation set 23 arranged on the base structure 21, which comprises in its interior the objective structure and the sensor electrodes, connecting directly to the data acquisition module located in the base structure 21;
  • a housing and fixing means of simulation assembly 23 which in an alternative embodiment is a housing 24;
  • - holes 25 in the housing which allow the objective structure to be connected to the outside, for example, to include a reservoir of fluid circulating through the objective structure.
  • the simulation set 23 also includes the skin simulation, including all the physical characteristics of the simulation and being replaceable for the maintenance of the simulator or for changing the simulation conditions.
  • a representation of the target structures 26 integrated in the simulation set 23 can be seen in Figure 3, which according to the preferred modality correspond to the simulation of veins or arteries.
  • Said objective structures 26 are connected to a reservoir with pressure or to a pump (not shown) through the holes 25 present in the housing 24.
  • the objective structures can be modified by changing the simulation set 23 to simulate different scenarios, changing Objective structures in shape, layout, size and / or contexture according to the scenario to be simulated.
  • alternative modality according to a preferred modality of the same, the arrangement of the housing 24 being taught for the fixing and accommodation of the simulation assembly 23 on the base structure 21.
  • a reference structure can be seen more in Figure 4! of the simulation set 23, which according to the present embodiment comprises a first part divided into layers, wherein said layers comprise:
  • first internal layer 23b which is located above the target structures, integrating the first means of detection of the phantom or first electrode, which allows the entry of the puncture instrument or needle to be detected, and can vary in thickness according to the desired scenario. simulate;
  • the data acquisition module 40 integrates the data from the intervention device 30, and the phantom 20, particularly from the simulation set 23, sending said information to the processing and visualization module 50 via a cable 22 or acquisition module 40, which allows the integration of the data acquired by the intervention device with the data of the simulation set and send them to the processing and visualization module 50, either in real time or after storage.
  • the medical simulator 10 is a portable system that facilitates training in puncture, peripheral and / or central procedures, reducing the complexity of existing systems by offering a simple interface that connects with external processing and visualization modules.
  • the medical simulator 10 facilitates the simulation of different training scenarios, allowing the easy replacement of the simulation set that integrates all the structures involved in the simulation process.
  • the user chooses a situation to simulate. For this, it will choose appropriate parameters (arm of a child, or leg of an obese patient) according to the simulation set that is installed in phantom 20, for example, using a simulation set associated with an obese patient and using simulation parameters associated with said type of patient.
  • the simulation is initiated by means of a digital button implemented in the software or through the ligation of the phantom at the beginning of the training, using a pressure sensor in communication with the acquisition module 40.
  • the sensor means send the movement data of the intervention device 30 to the acquisition module 40 and this in turn analyzes the data and, for example, sends the angle of the intervention device 30 above the phantom 20 to the processing and display module 50 comprising the terminal equipment 70.
  • the acquisition module 40 recognizes when there is an effective cannulation (that is, when the catheter / Teflon is effectively inside the vein) and sends a signal to the processing and visualization module 50, and then continues to collect the data Associates
  • the computer program on terminal equipment 70 or processing module 50 displays significant feedback for learning.
  • the user has several display options according to different parameters that are significant for learning.
  • the parameters analyzed by the medical simulator and that are important for learning are: a. Change of angle over time and before and after effective cannulation. b. Number of times and location in time where the catheter recedes.
  • the processing and visualization module 50 can integrate the measurement of other variables such as the correct use of cleaning implements and the correct disposal of sharps, among other feedback information.

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Abstract

Un simulador medico de procedimientos asociados a punciones, para la simulación y el entrenamiento practico en intervenciones de punción, el simulador medico comprende un fantoma, un dispositivo de intervención y un sistema de procesamiento en comunicación de datos con el fantoma y el dispositivo de intervención, en donde el fantoma comprende al menos una estructura objetivo dispuesta para el entrenamiento de la intervención y medios de detección del dispositivo de intervención, estando dicho medio de detección en comunicación de datos con el sistema de procesamiento. El dispositivo de intervención comprende un instrumento de punción real que incluye medios sensores y medios de detección en comunicación de datos con el sistema de procesamiento. El fantoma comprende una estructura con al menos dos componentes, un conjunto de simulación que simula el comportamiento de los tejidos y estructuras anatómicas, y una estructura base que forma el soporte del fantoma, en donde la estructura base comprende medios de alojamiento y fijación para alojar y fijar el conjunto de simulación. El conjunto de simulación comprende al menos un medio de detección del dispositivo de intervención dispuesto sobre la estructura objetivo y al menos un medio de detección del dispositivo de intervención dispuesto bajo la estructura objetivo, en donde el sistema de procesamiento y visualización recopila, almacena, procesa y despliega los datos provenientes de los medios sensores y medios de detección del simulador medico para la visualización de la información por parte del usuario a través de una interfaz gráfica.

Description

SIMULADOR MÉDICO PARA LA SIMULACIÓN DE INTERVENCIONES DE PUNCIÓN
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a un simulador médico para la simulación de intervenciones médicas, principalmente para la práctica de punciones venosas periféricas y punciones centrales, así como también para la postura de catéteres y canulación.
El simulador médico de la invención reduce el riesgo asociado al entrenamiento en pacientes vivos, empleando un fantoma o modelo corporal que simula el escenario del procedimiento que se está entrenando y, al mismo tiempo, permite adquirir los conocimientos y destrezas requeridos en un ambiente controlado para el usuario. Con dicho objeto, la presente invención comprende un simulador de retroalimentación objetiva y una plataforma de seguimiento de desempeño, permitiendo entregar retroalimentación en forma automatizada respecto del desempeño de los usuarios, prescindiendo en gran medida de la necesidad de contar con un instructor en relación 1 a 1 con el aprendiz.
Entre otras cualidades del simulador médico de la presente invención, se tiene que la implementación del mismo permite un único instructor para la supervisión de un mayor número de aprendices, empleando para ello las capacidades computacionales asociadas al simulador médico y la simplicidad de la interfaz de entrenamiento que este ofrece.
En este sentido, la presente invención comprende el empleo de una interfaz gráfica de visualización en equipos de usuario, como Smartphones, Tablets u otros equipos de visualización, ya sea para la visualización en tiempo real del desempeño de un procedimiento simulado como para visualizar el desempeño histórico de los usuarios. Actualmente, en la educación en medicina el uso de simulación brinda la posibi lidad de practicar procedimientos riesgosos fuera de los pacientes y múltiples veces antes que un estudiante se tenga que enfrentar a la situación real donde hay un riesgo. Adicionalmente, para la mayoría de los procedim ientos a simular donde lo buscado es practicar una habil idad o procedim iento técnico se usan fantomas. Estos consisten en modelos del cuerpo humano, o partes de éste, de materiales que emulan un cuerpo humano y que emulan las características anatóm icas que permiten real izarles los procedimientos que se pretende simular. Estos fantomas deben entregar una experiencia simi lar a lo que es realizar el procedimiento en un paciente real, centrándose en las características que producen complicaciones y que hacen único este procedim iento. Otra forma de simu lar es mediante simuladores digitales que permiten recrear las experiencias que involucran ciertos procedim ientos, para así poder centrarse en los preparativos y pasos que involucra la actividad, haciendo una especie de evaluación interactiva de los pasos a seguir.
Un problema de este tipo de simulación, enfocada en el desarrollo de las habilidades técnicas, es que si bien los fantomas usados pueden ser representantes fieles de la anatomía humana y presentar una excelente plataforma de práctica, el simulador en sí no entrega retroal ¡mentación al alumno de cómo ha real izado el procedimiento. Por otro lado los simuladores digitales tienen el grave problema de que s¡ bien permiten evaluar el cómo se preparó un procedim iento o los pasos a seguir para hacer un procedimiento, la real ización de éste no es real ista, no involucra la real ización del procedimiento en sí y no es una técn ica de enseñanza por sí m isma, por lo que este tipo de simulación es más una prueba interactiva de los conocim ientos más que una verdadera forma de apl icar conocim ientos en pacientes. Estos problemas presentados obl igan a que para la formación mediante el uso de fantomas sea necesaria la presencia de docentes entrenados en medicina y simulación que supervisen y corrijan a los alumnos durante los puedan ser transferidos a los pacientes.
El documento de patente US 87841 1 1 divulga un sistema para la práctica de técnicas de acceso vascular, donde dicho sistema proporciona una simulación real del procedimiento de punción en humanos. Dicho sistema comprende la simulación de las fuerzas resistivas que un practícate experimentaría durante un procedimiento real, empleándose un sistema de procesamiento de datos y un dispositivo de interfaz que en conjunto se denominan dispositivo hápitco. El dispositivo háptico posee una pluralidad de sensores que miden el movimiento del dispositivo, mediciones que son transmitidas al sistema de procesamiento de información que determina, sobre la base de dichas mediciones, una serie de señales que son traducidas por el dispositivo háptico como factores de resistencia a la punción u otros comportamientos comunes del procedimiento real. Es decir, el sistema provee un mecanismo de retroalimentación mediante señales que, a partir del procesamiento de dichas señales, permite simular electrónicamente los diferentes comportamientos que podrían existir en un procedimiento real, simulándose fuerzas, movimientos u otros frente a la manipulación del dispositivo de interfaz.
Considerando lo anterior, la solución del documento de patente US 87841 1 1 comprende un sistema complejo y de alto costo, empleado tecnología electrónica para la simulación del procedimiento que se simula para hacerlo mar cercano a al procedim iento real. Además, para dicho objetivo, el documento US 87841 1 1 emplea instrumentos que recrean a los instrumentos reales, lo que aleja la simulación del procedimiento real.
Por otra parte, el documento GB 251637 propone un sistema y método para la práctica de técnicas de inyección, el que comprende una herramienta que se inyecta en un aparato y, mediante medios de detección de parámetros de inyección, medir la precisión del procedimiento.
Dicho sistema tiene un conjunto de medios de alerta, como luces, alarmas u otros, para el despliegue del desempeño del procedimiento, donde el aparato comprende un modelo anatómico de inyección comprende un dispositivo de captura de video para el registro y detección del procedimiento.
Considerando lo anterior, si bien la solución del documento GB 251637 es más simple que la propuesta en el documento de patente US 87841 1 1 , dicha solución comprende un conjunto de equipos electrónicos que encarecen el sistema y que resultan necesarios para el entrenamiento de acuerdo a dicho documento, en donde además la solución propuesta no permite un registro preciso de la intervención simulada.
Finalmente, el documento US 2013078603 propone un modelo de un brazo para el entrenamiento de inyecciones intravenosas. Dicho modelo de brazo comprende una capa de piel que es montada en forma desprendible en el modelo, un impulsor de líquido que proporciona líquido imitador de la sangre a una tasa de flujo similar a la sangre, de manera que muchos usuarios pueden usar el mismo modelo para el entrenamiento. Sin embargo, el documento US 2013078603 propone una solución que no permite entrenamiento simultáneo de distintos tipos de procedimiento ni otorga la precisión requerida para el entrenamiento eficaz de destrezas específicas en materia de punción, comprendiendo una implementación real pero sencilla que se limita a la práctica de inyecciones intravenosas, sin ofrecer resultados específicos en términos de retroal i mentación del entrenamiento realizado.
En este contexto, si bien en el arte previo existen tanto soluciones simples como complejas para el entrenamiento de procedimientos médicos como las punciones, se hace necesario contar una solución de entrenamiento simple que permita reproducir con fidelidad un escenario de intervención real, evitando los riesgos asociados a dicha intervención real y perm itiendo que el usuario adquiera los conocimientos y destrezas requeridos dentro de un ambiente controlado. Al mismo tiempo, se busca que dicha solución reduzca los costos ligados a su implementación en el entrenamiento de personal, permitiendo que la solución sea ampliamente utilizada a bajo costo. entre simuladores virtuales sin parte física y fantomas sin retroalimentación, permitiendo al alumno realizar el procedimiento en un fantoma inteligente que analiza la forma en que el procedimiento fue realizado desde el punto de vista de cómo dicho procedimiento se efectuó en el fantoma. Para ello el simulador médico de la presente invención recopila la información proveniente del entrenamiento, siendo capaz de entender la forma en la que se realizó el procedimiento, detectar errores, grabar la información, y compararla con intentos anteriores de ejecución. Con todo esto, un dispositivo conectado al fantoma (que puede ser un Smartphone, Tablet, computador u otro dispositivo) recibe la información en una aplicación/programa y se encarga de hacer el procesamiento final de la información, de forma de mostrarla al alumno junto con retroalimentación detallada de cómo mejorar en un futuro y de cuáles son los errores cometidos en cada entrenamiento.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención comprende un simulador médico en procedimientos ligados a la punción, para el entrenamiento práctico de personal o usuarios en dichos procedimientos, recreando con precisión el procedimiento a entrenar y facilitando la retroalimentación del desempeño del usuario que realiza el entrenamiento.
El simulador médico está orientado a punciones realizadas con catéteres estándar, tanto en punciones periféricas como en punciones centrales, incorporando el procedimiento que éstas implican antes de ser realizadas y durante su realización.
Para ello, el simulador médico cuenta de cuatro componentes principales:
- Fantoma, es un modelo anatómico de partes del cuerpo humano, por ejemplo, de un brazo, pierna, o porción de cualquiera de estos, recrea el escenario anatómico del entrenamiento; real iza la punción, integrando medios sensores y de detección para la caracterización de la posición y movimiento del dispositivo;
- S istema de procesam iento y visualización, que se encarga de integrar las señales provenientes del dispositivo de intervención y del fantoma, procesando la información y entregando retroal imentación significativa para la evolución del entrenam iento.
A continuación se describen los cuatro componentes principales con mayor detal le.
Fantoma
El simulador médico comprende un modelo corporal o fantoma que simula el escenario del procedimiento, particularmente, la anatomía relacionada a la zona de la intervención. El fantoma es un modelo de entrenamiento dispuesto para recrear la superficie simulada, en donde dicho fantoma comprende medios para detectar la interacción del usuario con el modelo, por ejemplo, la recreación de una sección de un brazo humano comprendiendo medios para detectar la presencia y posición de un instrumento. Es decir, el fantoma uti lizado corresponde a un modelo anatóm icamente correcto de alguna parte del cuerpo que sea receptor usual de punciones venosas periféricas o de otro tipo de punciones, por ejemplo, el antebrazo o la pierna.
Considerando lo anterior, el fantoma emula, entre otras características, la resistencia necesaria al hacer una punción o canulación, además de contener dentro de sí estructuras objetivo en una disposición que simula el comportamiento de dicha estructura dentro del cuerpo humano, por ejemplo ductos para simular el fluido transportado por las venas dentro del cuerpo humano. En efecto, de acuerdo con una modalidad, la estructura objetivo simula venas o arterias mediante ductos que contienen l íquido dentro de sí, emulando la sangre del cuerpo humano. Adicionalmente, dicho líquido puede contar con presión dada ya sea por una bomba o por un recipiente ubicado en altura con respecto al fantoma, en donde dicho recipiente se conecta al de la estructura objetivo.
En este contexto, el fantoma del simulador médico de la presente invención comprende al menos una estructura objetivo, la cual es objeto de la intervención a ensayar. Por ejemplo, para la práctica de intervenciones asociadas a punciones vasculares, la estructura objetivo comprende elementos del sistema circulatorio. Al respecto, la estructura objetivo puede comprender cualquier estructura anatómica objeto de una intervención médica por punción.
Considerando lo anterior, una modalidad preferente de la invención comprende que el fantoma se conforme por al menos dos componentes, en donde dichos componentes simulan las características que tiene la estructura anatómica en el procedimiento que se está simulando. En este sentido, los al menos dos componentes del fantoma corresponden a un conjunto o kit de simulación y a una estructura base, los que se describen con más detal les a continuación.
Conjunto de simulación
El conjunto o kit de simulación corresponde a la estructura principal del fantoma, siendo el componente funcional durante el procedimiento a simular. Dicho conjunto de simulación se conforma por una estructura que comprende al menos dos partes, una primera parte que simula el comportamiento de los tej idos y estructuras anatómicas presentes en los alrededores de la estructura objetivo, principalmente entre la epidermis y dicha estructura, y una segunda parte que corresponde la estructura objetivo en sí, la que se encuentra integrada o embebida en la primera parte del conjunto de simulación.
La primera parte del conjunto de simulación se caracteriza por reflejar el comportamiento de los tej idos y estructuras anatómicas frente a la acción de un instrumento o herramienta de intervención, como una aguja, simulando la elasticidad y resistencia que ofrecen los tejidos y estructuras anatómicas a dichos dispositivos en la realidad. En este sentido, la primera parte del dichos tej idos y estructuras anatómicas.
En una modalidad de la invención, la primera parte del conj unto de simulación comprende al menos un medio de detección del dispositivo de intervención, preferentemente al menos dos medios de detección, los que permiten detectar la posición del dispositivo de intervención en el conjunto de simulación durante el entrenamiento.
De acuerdo con una modalidad preferente, los medios de detección corresponden a un par de electrodos integrados en el conjunto de simulación, particularmente en d istintas capas del mismo, estando conectados a un módulo de adquisición de datos del simulador médico y encontrándose preferentemente uno por arriba de la estructura objetivo y otro bajo la estructura objetivo. Los electrodos consisten en material conductor que puede ser puncionado sin dañarse, de manera de poder volver a utilizarse.
Además, dado que las características del conj unto de simulación permiten simular el comportamiento de los tej idos y estructuras anatómicas reales en un procedim iento de punción, para distintos tipos de intervenciones a simular pueden confeccionarse conj untos de simulación diferentes que simulen dicha intervención de acuerdo a la realidad, perm itiendo que la sim ulación sea lo más precisa posible. A l respecto, de acuerdo con una modal idad alternativa la primera parte del conj unto de simulación puede estar compuesta por una o más capas que permitan reproducir el comportamiento real de una intervención de punción, simulando el comportamiento de las capas reales de la piel como epidermis, dermis y tej idos subcutáneos.
La segunda parte del conj unto de simulación, que corresponde a la estructura objetivo del simulador médico, se encuentra integrada o embebida en el conjunto de simulación, particularmente en la primera parte de dicho conjunto. Como expuesto anteriormente, la segunda parte del conj unto de simulación puede comprender una o más estructuras objetivo, ya sea iguales o de distintos tipos, dependiendo del tipo de intervención a simular. Por ejemplo, en la por uno o más ductos que simulan las estructuras del sistema circulatorio, integrados en el conjunto de simulación, siendo dichos ductos la estructura objetivo en este ejemplo.
Adicionalmente, de acuerdo con la modalidad preferente, la estructura objetivo es un elemento funcional dispuesto en el fantoma para recrear el comportam iento de dicha estructura objetivo. En el m ismo ejemplo anterior, para el caso del sistema circulatorio como estructura objetivo, el elemento funcional son los ductos por los que circula un fluido sim ilar a la sangre o que simula el comportam iento de la sangre, en donde dicho fluido circula por acción de la gravedad o por la acción de una bomba dando funcionalidad a la estructura objetivo. Además, dichos ductos pueden simular el comportamiento del tej ido vascular, como resistencia a la perforación.
Modalidades adicionales de la presente invención comprenden que la segunda parte del conj unto de sim ulación del fantoma esté formada por una o más estructuras objetivo, d ispuestas en una o más capas de la primera parte de dicho conjunto. De la misma forma, pueden d isponerse una o más estructuras objetivo en la misma o diferentes capas de la anatomía simulada, para el entrenamiento simultáneo de distintas intervenciones y procedimientos.
Considerando lo anterior, de acuerdo con la modalidad preferente el conjunto de simulación se caracteriza por una estructura tipo sándwich que comprende una o más estructuras objetivo integradas en una o más capas del conj unto de simulación, en donde dicha estructura tipo sándwich puede ser reemplazada de forma libre y simpl ificada, de tal manera de hacer mantenim iento al fantoma producto del daño que éste puede sufrir en los entrenamientos. Por lo tanto, de acurdo con la presente modalidad, la mantención del simulador médico se real iza reemplazando una única pieza correspondiente al conjunto de simulación, que comprende todos los componentes y elementos del simulador que son puncionados durante los entrenam ientos.
Además, de acuerdo a lo indicado anteriormente, el conj unto de sim u lación puede tener d istintas características dependiendo del tipo de procedimiento a simular. En efecto, el uso de distintos pacientes y en distintos tipos de procedimientos. Por ejemplo, el conj unto de simulación puede integrar una capa que tenga más tej ido adiposo que simule a un paciente obeso, o se puede integrar un conjunto de sim ulación que tenga venas más delgadas, como para simu lar a un n iño. Asimismo, se pueden realizar combinaciones de distintas características anatómicas, perm itiendo ampliar el rango de simulación que ofrece el presente simulador médico. Por lo tanto, entre las ventajas del presente simulador médico se tiene la facil idad de incorporar diferentes kits o conjuntos de simulación para el entrenamiento en distintos procedimientos y/o distintos escenarios, empleando para ello la misma estructura base y sistema de procesamiento de información.
Sin perj uicio de lo anterior, una modalidad alternativa del fantoma permite que el conjunto de simulación sea separado en su primera y segunda parte, disponiendo la estructura objetivo como un componente externo a la o las capas que conforman la simulación del tejido anatóm ico.
Por otra parte, de acuerdo con una modalidad secundaria del simulador médico de la presente invención, el conjunto de simulación puede comprender otro tipo de sensores para la medición de distintas acciones por parte del usuario durante el procedim iento, por ejemplo un sensor de presión dispuesto cercano a la superficie del conjunto de simulación, particularmente integrado a la primera parte del mismo, para detectar la ligadura del fantoma. La información de dicho sensor de presión podría usarse en el entrenam iento simulado, por ejemplo, para medir la duración del entrenamiento al detectar el inicio y fin del procedimiento de punción.
Estructura base
Finalmente, el fantoma comprende una estructura base que forma el soporte del fantoma. Dicha estructura base es de preferencia un substrato resistente que permite disponer el fantoma en una superficie durante el procedimiento. De acuerdo con una modalidad alternativa la estructura base simula el comportamiento general de los tej idos internos de la anatom ía intervenida, Adicionalmente, la estructura base debe estar adaptada para alojar y fijar el conjunto de simulación, comprendiendo medios de alojamiento y fijación para dichos efectos.
De acuerdo con una modalidad del simulador médico, los medios de alojamiento y fijación comprenden una estructura adicional en forma de carcasa, la que posee un espacio para recibir y alojar fijamente el conjunto de simulación que se emplea en el entrenamiento. Sin embargo, dichos medios de alojam iento y fijación pueden ser cualquier tipo de elemento que perm ita fijar el conj unto de sim ulación a la estructura base del fantoma. En este contexto, el conj unto de simulación puede ubicarse en los medios de alojamiento y fijación del fantoma mediante la inserción a presión que perm ita su posterior liberación para reparación y/o remplazo.
Dispositivo de intervención
De acuerdo a la presente invención, el dispositivo de intervención comprende un instrumento de punción real dispuesto para la manipulación por parte de un usuario, por ejemplo una jeringa, aguja y/o cánu la, donde dicho instrumento de punción integra medios sensores, por ejemplo acelerómetros y/o giróscopos, que permiten determinar su posición respecto del modelo corporal o fantoma.
El empleo de instrumentos de punción reales permite simular con gran precisión el procedimiento real, lo que resulta en una mejora considerable respecto de los sistemas de entrenam iento uti l izados en la actualidad, los cuales emplean interfaces que simulan los instrumentos médicos, impidiendo que el usuario se acostumbre a la instrumentación empleada en los procedim ientos reales.
De acuerdo con una modalidad preferencial, los medios sensores del dispositivo de intervención se encuentran integrados en una pequeña cápsula sensora que reemplaza la tapa trasera del catéter. De esta forma la cápsula sensora es compatible con toda medida de catéter usado en se conecta al módulo de adquisición de datos del simulador médico para la trasmisión de la información sensada.
Además, a través de medios de detección que también se integran en el dispositivo de intervención, la cápsula sensora se encarga de registrar el contacto de los electrodos en el fantoma con la punta de del instrumento de punción (zona descubierta por el catéter). De acuerdo con una modalidad, los medios de detección del dispositivo de intervención corresponden a una barra conductora dimensionada de tal forma que puede extenderse hacia adentro de la zona plástica posterior del catéter, situada dentro de la cápsula, en la zona que se inserta en la parte posterior del catéter. La barra conductora puede estar conectada a la tierra del circuito o usar un voltaje predeterminado como referencia, extendiéndose sostenida por un sistema de adaptación de tal forma que hace contacto con la porción del instrumento de punción que se extiende hacia dentro de la zona de reflujo del catéter, asegurando mantener dicho contacto independiente del tipo de catéter que se utiliza. De esta forma el instrumento de punción queda conectado a al circuito, de manera que al tocar los electrodos presentes en el fantoma este contacto se pueda registrar. El sistema de adaptación puede ser un sistema de materiales elásticos, como un tubo plástico o uno o varios resortes, que mediante la acción elástica mantiene el contacto de la barra sobre el instrumento de punción.
Además, de acuerdo con una modalidad preferente, los medios sensores de la cápsula sensora que registran el movimiento del instrumento de punción se integran en una IMU {Integraled Motion Unit) que se encuentra en comunicación con el sistema de procesamiento y visual ización, en donde de acuerdo con una modalidad dicha comunicación es mediante una comunicación serial como la I2C, pudiendo realizarse mediante otro tipo de protocolo de comunicación. De acuerdo con la modalidad preferente, la IMU registra la posición angular (mediante un giroscopio) y la aceleración lineal (mediante un acelerómetro), dando 6 grados de libertad y la son procesados por el sistema de procesamiento y visualización para determinar la forma en la que se mueve el dispositivo de intervención durante el entrenamiento. En efecto, de acuerdo con una modal idad la IM U permite no solo detectar el ángulo de ataque del dispositivo de intervención al momento de iniciarse la punción, sino que también perm ite caracterizar el movim iento completo del dispositivo de intervención, por ejemplo, detectando cuantas veces el usuario retrocede y vuelve a intentar el procedimiento durante un mismo entrenam iento.
Sistema de procesamiento y visualización
Finalmente, el simulador médico de la presente invención comprende un sistema de procesam iento y visualización para la recopilación, almacenamiento y visual ización de información l igada al entrenam iento, capaz de proporcionar una retroalimentación automatizada del rendim iento del procedimiento simulado. Dicho sistema de procesam iento y visualización se encuentra en comunicación tanto con el fantoma como con el dispositivo de intervención, siendo dicha comunicación preferentemente inalámbrica.
El sistema de procesamiento y visualización monitorea el proceso de entrenam iento mediante la recopi lación de la información proveniente de los medios sensores en el dispositivo de intervención y de los medios de detección en el fantoma, ofreciendo capacidades de almacenamiento y procesamiento de dicha información ya sea en una base de datos local o en una base de datos dispuesta en un servidor conectado a una red. Mediante el monitoreo y procesam iento de la información proveniente del fantoma y del dispositivo de intervención, el sistema de procesam iento y visual ización permite entregar retroal imentación al usuario en tiempo real, la que es visual izada, a través de una ¡nterfaz gráfica.
Ad icionalmente, el sistema de procesam iento y visualización permite el almacenamiento de la información para su posterior visual ización mediante una ¡nterfaz gráfica, en donde el acceso a d icha información puede realizarse remotamente mediante conexión a la red en la que se solo a la información de retroal imentación instantánea durante el proceso de entrenamiento, sino que también a la información histórica de los entrenamientos almacenados, siendo posible eval uar el desempeño del entrenamiento dentro de un período de tiempo.
Entre la información monitoreada por el sistema de procesam iento y visual ización se encuentran la manipulación del dispositivo de intervención por parte del usuario, medida a través de los medios sensores dispuestos en dicho dispositivo. En este sentido, la información de manipulación del dispositivo de intervención se caracteriza a través del movim iento del mismo, a través de su posición en el espacio de trabajo, posición relativa respecto del fantoma, incl inación en el espacio, ángu lo de ataque respecto del fantoma, aceleración y otros parámetros medidos a través de los medios sensores, tal como descrito anteriormente.
Además, otro tipo de información monitoreada por el sistema de procesam iento y visual ización comprende la detección del dispositivo de intervención por los medios de detección dispuestos en el fantoma y en el dispositivo de intervención, donde dicha información se caracteriza por señales eléctricas originadas por la presencia del dispositivo de intervención cuando éste entra en contacto con los medios de detección del fantoma. De esta forma no solo se detecta la presencia del dispositivo de intervención, sino que es posible obtener la posición del mismo en el fantoma al conocer la posición de él o los medios de detección dispuestos en el m ismo.
Modalidades alternativas del simulador médico comprenden que al menos parte de la información monitoreada por el sistema de procesamiento y visualización sea información relativa al comportamiento de la estructura objetivo durante el procedimiento simulado, para lo que se disponen medios sensores que miden el comportamiento de dicha estructura objetivo. Por ejemplo, en el caso del sistema circulatorio como estructura objetivo, se pueden disponer sensores de caudal para detectar variaciones en el flujo del líquido que circula al interior de los conductos que conforman dicha estructura. Por otra parte, la estructura objetivo también puede estructura objetivo.
Considerando lo anterior, de acuerdo con la modalidad preferente de la invención, el sistema de procesam iento y visual ización se divide en dos partes principales, un módulo de adqu isición de datos y un módulo de procesam iento y visualización.
Módulo de adquisición de dalos
El módulo de adquisición de datos es un sistema electrónico que, de acuerdo con la modal idad preferente, se encuentra dentro del fantoma, particularmente integrado en la estructura base de éste. El módulo de adquisición permite integrar las mediciones hechas por los med ios de detección y sensores que posee el dispositivo de intervención, particularmente por la I U, y pollos med ios de detección y sensores que presenta el fantoma, particularmente los electrodos, comun icando dichas mediciones en forma correcta al módulo de procesam iento y visualización de datos que hace todo el procesamiento de las mediciones adquiridas.
De acuerdo con la modalidad preferente, el módulo de adquisición está compuesto de una fuente de poder y un microcontrolador, donde este último recibe las entradas de los medios de detección del sim ulador médico y los procesa como sensores digitales. De esta forma cuando uno de los medios de detección es tocado por el instrumento de punción, el módulo de adquisición logra sensar dicha interacción y registrarla. Por otra parte, el m icrocontrolador en el módulo de adquisición también recibe, mediante una arquitectura y protocolo de comunicación que puede ser serial, del tipo I2C u otro tipo de comunicación, los datos provenientes de la IMU. Estos son analizados por el módulo de adquisición y enviados al módulo de procesam iento y visual ización, por ejemplo, en tiempo real. Considerando lo anterior, las acciones de los electrodos como medios de detección son enviadas como interrupciones en esta comunicación de datos. almacenamiento para el almacenaje de los datos e información recopilada durante el entrenamiento, perm itiendo realizar el entrenamiento sin un dispositivo de procesam iento y visualización. En este contexto, luego de conectarse un dispositivo de procesam iento y visualización, el usuario podrá tener acceso a la información del entrenamiento y a la retroalimentación correspondiente mediante la carga de la información integrada desde la memoria de almacenamiento del módulo de adquisición.
El módulo de adquisición se puede conectar con el módulo de procesamiento y visualización mediante una interfaz de comunicación de datos física, por ejemplo mediante un cable USB usando protocolo serial, o una conexión inalámbrica usando bluetooth y comunicación serial. Por lo general, cualquier tipo de arquitectura y protocolo de comunicación puede emplearse entre la comunicación de los componentes del simulador médico.
Módulo de procesamiento y visualización
El módulo de procesam iento y visualización comprende un sistema de cómputo y visual ización que se conecta al simulador médico, dicho módulo de procesam iento y visual ización puede ser un Smartphone, Tablet, computador personal o cualqu ier otro dispositivo electrónico que perm ita procesar y visual izar la información referente al entrenam iento. En este contexto, el módulo de procesam iento y visual ización pueden estar integrados en un único equipo electrón ico, que a su vez puede formar parte del simulador médico o ser un equipo externo, por ejemplo de propiedad del usuario, que se conecta al simulador médico al comenzar el entrenamiento.
Adicionalmente, una modalidad contempla que el módulo de procesam iento y visualización no se conecte durante el entrenamiento, realizándose el mismo directamente en el simulador médico y almacenándose la información del entrenamiento en el módulo de adquisición, para su posterior procesam iento y visual ización. que perm ite procesar la información y mostrarla al usuario ofreciendo retroalimentación objetiva del proceso de entrenam iento, pudiendo usar para el lo los recursos del equipo electrón ico que se conecta al simulador médico. De acuerdo con una modalidad, dicha retroal imentación objetiva del entrenamiento es entregada al usuario presentando los datos e información del entrenam iento mediante estadísticas, las que pueden almacenarse en una base de datos, por ejemplo en un servidor, para su posterior revisión. Dicha retroalimentación se basa en información procesada que es de util idad para el entrenamiento en los procedimientos de punciones, como por ejemplo: a. Cambio del ángulo en el tiempo y antes y después de la canulación efectiva. b. Cantidad de veces y ubicación en el tiempo donde se retrocede el catéter. c. Duración del procedimiento desde la postura de la ligadura hasta la l iberación de esta.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Como parte de la presente invención se presentan las siguientes figuras representativas de la invención, las cuales enseñan una modalidad preferente del mismo y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la invención.
La Figura 1 muestra un esquema del simulador médico de acuerdo con una modal idad preferente.
La Figura 2 muestra un esquema del dispositivo de intervención del simulador médico de acuerdo con una modal idad preferente.
La Figura 3 muestra un esquema del fantoma del simulador médico de acuerdo con una modal idad preferente. con una modalidad preferente.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva del fantoma del simulador méd ico de acuerdo con una modalidad alternativa.
La Figura 6 muestra el despiece del fantoma del simulador médico de acuerdo con una modal idad alternativa.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERENTE
En la Figura 1 se muestra un esquema del simulador méd ico de acuerdo con una modal idad preferente de la invención, en donde se aprecia que el simulador médico 1 0 comprende un fantoma 20, un dispositivo de intervención 30, un módulo de adquisición 40 y un módulo de procesam iento y visual ización 50, donde dichos fantoma 20 y dispositivo de intervención 30 se encuentran en comunicación de datos 41 , 42 con el módulo de adquisición 40, el que a su vez se encuentra en comunicación de datos 43 con el módulo de procesam iento y visual ización 50.
Adicionalmente, en la Figura 1 puede apreciarse que el módulo de procesam iento y visualización se encuentra en comunicación con un servidor 60 a través de una red 51 , donde dicho servidor 60 es accesible por medio de equipos terminales 70 a través de la red 5 1 , ya sea inalámbricamente o mediante una conexión por cable. Los equipos terminales 70 permiten visualizar la información contenida en el servidor respecto del procedimiento de intervención, ya sea en tiempo real y/o la información histórica de los entrenam ientos, donde dicha información histórica puede almacenarse en el módulo de procesamiento y visualización, en una base de datos externa o en un servidor accesible por red de comunicación 51 . En este contexto, de acuerdo con una modal idad preferente de la invención, el módulo de procesamiento y visual ización 50 está integrado o corresponde íntegramente al equipo terminal 70 del usuario, empleado para acceder a visualización 50 cuando se conecta al módulo de adquisición de datos 40 mediante la interfaz de comunicación de datos 43.
En la Figura 2 se muestra un esquema del dispositivo de intervención 30 del sim u lador médico de acuerdo con una modal idad preferente de la invención, en donde se aprecia que d ispositivo de intervención comprende:
- un adaptador 3 1 que perm ite al dispositivo de intervención acoplarse a la parte posterior de un catéter (no mostrado);
- un sistema de adaptación 32 que permite la extensión de una barra conductora 33 para generar contacto eléctrico con la parte anterior de un instrumento de punción como una aguja (no mostrado);
- la barra conductora 33 que, conectada al sistema de adaptación 32, permite la conexión del instrumento de punción con el circuito eléctrico, extendiéndose hasta hacer contacto eléctrico con dicho instrumento, en donde dicha barra conductora puede ser una barra metál ica;
- una IMU 34 integrada al dispositivo de intervención, donde dicha I MU recopi la datos y los envía a través de un cable 35 al módulo de adquisición integrado en el fantoma; y
- el cable 35 que une la I MU con el módulo de adquisición.
De acuerdo con una modal idad del simulador médico el dispositivo de intervención puede presentarse en un empaquetamiento conectado al catéter, comprendido por una cápsu la plástica reuti lizable que se adapta a cualquier catéter para usar en el procedimiento, dicho empaquetamiento se denomina cápsula sensora 36.
Por otra parte, el adaptador 3 1 del dispositivo de intervención es un elemento que se adapta a la conexión estándar con distintos tipos de catéteres, teniendo un diámetro estándar que le permite acoplar la cápsula sensora 36 con diferentes instrumentos de punción. una modalidad preferente y alternativa de la invención, respectivamente, d icho fantoma 20 comprende:
- una estructura base 21 , que alberga el módulo de adquisición de datos;
- un cable de datos 22 que comunica el módulo de adquisición de datos, albergado en la estructura base 21 , con el dispositivo de intervención;
- un conjunto de simulación 23 dispuesto sobre la estructura base 21 , que comprende en su interior la estructura objetivo y los electrodos sensores, conectándose directamente al módulo de adquisición de datos ubicado en la estructura base 21 ;
- un medio de alojam iento y fij ación del conj unto de simulación 23, que en una modal idad alternativa es una carcasa 24;
- orificios 25 en la carcasa, que permiten conectar la estructura objetivo con el exterior, por ejemplo, para incluir un reservorio de fluido que circula por la estructura objetivo.
El conj unto de simulación 23 además comprende la sim ulación de piel, incluyendo todas las características físicas de la simulación y siendo reemplazable para la mantención del sim ulador o para el cambio de las condiciones de simulación. Ad icionalmente, en la figura 3 se aprecia una representación de las estructuras objetivo 26 integradas en el conjunto de sim ulación 23, las que de acuerdo con la modalidad preferencial corresponden a la simulación de venas o arterias. Dichas estructuras objetivo 26 se conectan a un reservorio con presión o a una bomba (no mostrados) a través de los orificios 25 presentes en la carcasa 24. Las estructuras objetivos pueden ser modificadas al cambiar el conj unto de simulación 23 para simular distintos escenarios, cambiando las estructuras objetivos en forma, disposición, tamaño y/o contextura según el escenario que se desee simular. modal idad alternativa, de acuerdo con una modal idad preferente del m ismo, enseñándose la disposición de la carcasa 24 para la fijación y alojamiento del conj unto de sim ulación 23 sobre la estructura base 21 . Además, en la figura 4 se aprecia con mayor una estructura referencia! del conjunto de simulación 23, el que de acuerdo con la presente modalidad comprende una primera parte dividida en capas, en donde dichas capas comprenden:
- una capa externa 23a que representa la cara exterior del conj unto de simulación, simulando la derm is y en donde dicha capa externa 23a puede variar en transparencia según el escenario que se desea simular;
- una primera capa interna 23b, que se encuentra por sobre las estructuras objetivo, integrando el primer medio de detección del fantoma o primer electrodo, que permite detectar la entrada del instrumento de punción o aguja, pudiendo variar en grosor según el escenario que se desea simular;
- una capa interna intermedia 23c que aloja las estructuras objetivo 26, correspondiente en esta modalidad a venas y/o arterias a ser canuladas, en donde dichas venas y arterias además terminan en los extremos 26a por donde son conectadas al reservorio presurizado a través de los orificios 25 de la carcasa 24; y
- una segunda capa interna 23d que se encuentra por bajo las estructuras objetivo, integrando el segundo med io de detección del fantoma o segundo electrodo, que perm ite detectar si el instrumento de punción o aguja ha traspasado el nivel de la estructura objetivo, y el conector para conectarse con el módulo de adquisición 40 en la capa interna 21 .
El módu lo de adquisición de datos 40 integra los datos provenientes del dispositivo de intervención 30, y del fantoma 20, particularmente del conj unto de simulación 23, enviando dicha información al módulo de procesam iento y visualización 50 a través de un cable 22 o módulo de adquisición 40, que permita la integración de los datos adquiridos por el dispositivo de intervención con los datos del conjunto de simulación y enviarlos al módulo de procesamiento y visualización 50, ya sea en tiempo real o luego de almacenados.
Con esta configuración, el simulador médico 10 es un sistema portable que facilita el entrenamiento en procedimientos de punciones, periféricas y/o centrales, reduciendo la complejidad de sistemas existentes al ofrecer una ¡nterfaz simple que se conecta con módulos de procesamiento y visualización externos. Además, el simulador médico 10 facilita la simulación de distintos escenarios de entrenamiento, al permitir el fácil reemplazo del conjunto de simulación que integra todas las estructuras envueltas en el proceso de simulación.
Otras modalidades del simulador médico se desprenden en forma evidente a partir de la definición técnica que se propone anteriormente. En efecto, la modalidad preferente descrita en este documento no debe comprenderse como una limitación al alcance de la presente invención, la que se configura a partir del conjunto de reivindicaciones presentado en este documento.
Operación del simulador medico de acuerdo con modalidad preferente
A continuación se describe la interacción entre los componentes del simulador médico y la operación del mismo a través de los siguientes pasos asociados a un procedimiento de canulación.
1. Mediante el programa computacional integrado en el■ módulo de procesamiento y visualización 50 el usuario elige una situación a simular. Para esto elegirá parámetros adecuados (brazo de un niño, o pierna de un paciente obeso) según el conjunto de simulación que esté instalado en el fantoma 20, por ejemplo, usando un conjunto de simulación asociado a un paciente con obesidad y empleando parámetros de simulación asociados a dicho tipo de paciente. automática.
2. La simulación se inicia mediante un botón digital implementado en el software o med iante la l igadura del fantoma al com ienzo del entrenamiento, empleando para el lo un sensor de presión en comunicación con el módulo de adquisición 40.
3. Mientras el usuario intenta hacer la punción con el dispositivo de intervención 30, los med ios sensores envían los datos de movimiento del dispositivo de intervención 30 al módulo de adquisición 40 y éste a su vez analiza los datos y, por ejemplo, envía el ángulo del dispositivo de intervención 30 por sobre el fantoma 20 al módulo de procesamiento y visualización 50 que comprende el equipo terminal 70.
4. El módulo de adquisición 40 reconoce cuando hay una canulación efectiva (es decir, cuando el catéter/teflón está efectivamente dentro de la vena) y envía una señal al módulo de procesam iento y visual ización 50, para luego continuar recopi lando los datos asociados.
5. En el caso que exista una perforación de la pared inferior de la vena, esto también es detectado por el módu lo de adqu isición 40 y enviado una señal al módulo de procesam iento y visualización 50.
6. Una vez que el dispositivo de intervención 30 es retirado, y el catéter instalado, el practicante term ina el procedimiento con un botón digital o con la liberación de la l igadura en el fantoma.
7. El programa computacional en el equipo terminal 70 o módulo de procesamiento 50 despl iega retroalimentación significativa para el aprendizaje. Para esto el usuario tiene varias opciones de visualización según distintos parámetros que son significativos para el aprendizaje. Dentro de los parámetros analizados por el simulador médico y que son importantes para el aprendizaje están : a. Cambio del ángulo en el tiempo y antes y después de la canulación efectiva. b. Cantidad de veces y ubicación en el tiempo donde se retrocede el catéter. Además el módulo de procesamiento y visualización 50 puede integrar la medición de otras variables como el uso correcto de implementos de limpieza y el desecho correcto de elementos cortopunzantes, entre otra información de retroalimentación.
Simulador médico
Fantoma
Estructura base
Cable de datos
Conjunto de simulación
a Capa externa
b Primera capa interna
c Capa intermedia
d Segunda capa interna
Medio de alojamiento y fijación (carcasa) Orificios
Estructura objetivo
a Extremo de estructura objetivo
Dispositivo de intervención Adaptador
Sistema de adaptación
Barra conductora
IMU
Cable de datos
Cápsula sensora Comunicación de datos
Módulo de procesamiento y visualización Red
Servidor
Equipo terminal

Claims

1 . Un simulador médico de procedimientos asociados a punciones, para la simulación y el entrenamiento práctico en intervenciones de punción, el simulador médico comprende un fantoma, un dispositivo de intervención y un sistema de procesamiento en comunicación de datos con el fantoma y el dispositivo de intervención, en donde el fantoma comprende al menos una estructura objetivo dispuesta para el entrenamiento de la intervención y medios de detección del dispositivo de intervención, estando dicho medio de detección en comunicación de datos con el sistema de procesamiento, CARACTERIZADO porque el dispositivo de intervención comprende un instrumento de punción real que incluye,
- medios sensores acoplados al instrumento de punción mediante un adaptador del dispositivo de intervención, en donde dichos medios sensores están en comunicación de datos con el sistema de procesamiento, y
- medios de detección acoplados al instrumento de punción mediante un adaptador del dispositivo de intervención, en donde dichos medios de detección están en comunicación de datos con el sistema de procesamiento, en donde el fantoma comprende una estructura con al menos dos componentes,
- un conjunto de simulación que simula el comportamiento de los tejidos y estructuras anatómicas y que integra la estructura objetivo del fantoma, y
- una estructura base que forma el soporte del fantoma, para la fijación del fantoma a una superficie durante el procedimiento de intervención, en donde la estructura base comprende medios de alojamiento y fijación para alojar y fijar el conjunto de simulación, en donde el conjunto de simulación comprende al menos un medio de detección del dispositivo de intervención dispuesto sobre la estructura objetivo, detectando a dicho dispositivo cuando intervención dispuesto bajo la estructura objetivo, detectando si dicho dispositivo de intervención ha traspasado el nivel de la estructura objetivo, en donde el sistema de procesam iento y visualización recopila, almacena, procesa y despliega los datos provenientes de los medios sensores y medios de detección del simulador médico para la visual ización de la información por parte del usuario a través de una interfaz gráfica.
2. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la estructura objetivo es un elemento funcional que recrea el comportamiento de los órganos principales del cuerpo humano durante la intervención.
3. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el conjunto de simulación del fantoma comprende una primera parte que incluye una estructura elástica que simula la piel y una segunda parte que comprende al menos un ducto, para la circulación de un fluido.
4. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque los medios sensores, medios de detección y el sistema de procesam iento forman un circuito.
5. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivind icaciones anteriores,
CARACTERIZADO porque los medios sensores y los medios de detección del dispositivo de intervención se agrupan en una cápsula sensora acoplada al instrumento de punción y en comunicación de datos con el sistema de procesamiento y visualización. cápsula sensora comprende el adaptador del dispositivo de intervención que reemplaza la tapa trasera de un catéter, adaptándose a toda medida de catéter usado en situaciones reales.
7. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque la cápsula sensora es reutil izada un número indefinido de veces, adaptándose a distintos catéteres.
8. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque los medios de detección del dispositivo de intervención registran el contacto de los medios de detección del fantoma con la punta del dispositivo de intervención.
9. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque los medios sensores del dispositivo de intervención comprenden una IMU (¡ntegrated motion unit) en comunicación con el sistema de procesamiento.
10. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque los medios de detección del conjunto de simulación comprenden dos electrodos conectados al sistema de procesamiento, en donde un primer electrodo del conjunto de simulación está situado por arriba de la estructura objetivo y en donde un segundo electrodo está situado bajo la estructura objetivo.
1 1 . El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque los electrodos son de material conductor que puede ser puncionado sin dañarse. CARACTERIZADO porque los medios de detección del dispositivo de intervención comprenden una barra conductora que está conectada a la tierra del circuito, a un voltaje predeterminado de referencia o a un nodo del circuito, formado por medios sensores, medios de detección y sistema de procesamiento, extendiéndose la barra sostenida por un sistema de adaptación de tal forma que hace contacto con el instrumento de punción, quedando el instrumento de punción conectado al circuito, de manera que al tocar los electrodos presentes en el fantoma este contacto se pueda registrar.
13. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO el conjunto de simulación del fantoma se forma por una o más capas, empleadas para simular distintos tipos de tejidos anatómicos, en las que pueden disponerse medios de detección para detectar la posición del instrumento de punción del dispositivo de intervención en dicho conjunto de simulación, y en donde en al menos una de dichas capas se integra la al menos una estructura objetivo.
14. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque comprende una o más estructuras objetivo, para el entrenamiento simultáneo de distintas intervenciones y procedimientos.
1 5. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el conjunto de simulación es desprendible para reparaciones y/o reemplazo. CARACTERIZADO porque las partes primera y segunda del conj unto de simulación son desprendibles por separado para reparaciones y/o reemplazo.
1 7. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque las características del conj unto de simulación forma dependen del tipo de procedimiento a simular y/o de las características anatómicas del paciente.
1 8. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivind icaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el sistema de procesamiento entrega al usuario retroal imentación del rendim iento del procedimiento simulado, con posterioridad a la simulación o en tiempo real, la que es visualizada por el usuario a través de la interfaz gráfica en un equ ipo term inal .
1 9. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el sistema de procesam iento y visualización almacena los datos e información en una base de datos local o en una base de datos dispuesta en un servidor accesible por medio de una red.
20. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque la información es almacenada para su posterior visualización mediante la interfaz gráfica, en donde el acceso a dicha información puede realizarse remotamente mediante conexión a la red los usuarios del simulador médico tienen acceso no solo a la información de retroalimentación instantánea durante el proceso de entrenamiento, sino que también a la información histórica de los entrenamientos almacenados.
22. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivind icaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el conjunto de simulación comprende un sensor de presión dispuesto para detectar la l igadura del fantoma, detectándose la correcta l igadura y usar esta señal como inicio del procedimiento de punción.
23. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque los medios sensores corresponden a acelerómetros y/o giróscopos, que permiten determinar la posición y movim iento del dispositivo de intervención respecto del fantoma.
24. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CA RACTERIZADO porque los datos son procesados por el sistema de procesam iento y visual ización para determ inar la forma en la que se mueve el instrumento de punción durante el entrenamiento.
25. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el sistema de procesamiento y visualización comprende un módulo de adquisición de datos y un módulo de procesamiento y visualización. módulo de adquisición de datos está dispuesto en el fantoma, particularmente en la estructura base del mismo, para la adquisición de los datos medidos por los medios sensores y medios de detección y el envío de la información adquirida al módulo de procesam iento y visualización.
27. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 26, CARACTERIZADO porque el módulo de procesamiento y visualización está dispuesto en un equipo terminal, para el procesam iento de la información recibida desde el módulo de adquisición de datos y el despliegue de la información proseada en una interfaz gráfica.
28. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivind icaciones 25 a 27, CARACTERIZADO porque el módulo de adquisición de datos es un sistema electrónico que integra las mediciones hechas por los medios sensores del dispositivo de intervención, y por los medios de detección y sensores del fantoma, comunicando dichas mediciones en forma correcta al módulo de procesamiento y visualización de datos en donde se procesan las mediciones adquiridas.
29. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 29, CARACTERIZADO porque el módulo de adquisición comprende una fuente de poder y un m icrocontrolador, donde este último recibe la señal de los medios sensores y de detección para registrar el movim iento y posición del dispositivo de intervención y cuando el instrumento de punción del dispositivo de intervención entra en contacto con dichos medios de detección. porque el módulo de adqu isición comprende además hardware necesario para establecer la comunicación con los medios sensores y de detección, tanto del dispositivo de intervención como del fantoma, en donde dicha comunicación puede realizarse por cable o vía inalámbrica y real izarse de acuerdo a distintas arquitecturas y protocolos de comunicación.
31 . El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 30, CARACTERIZADO porque el módulo el módulo de adquisición se puede conectar con el módulo de procesamiento y visualización mediante una interfaz de comunicación de datos física, por ejemplo mediante un cable USB usando protocolo serial, o una conexión inalámbrica usando bluetooth y comunicación serial.
32. El simulador médico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 3 1 , CARACTERIZADO porque el módulo de procesamiento y visualización comprende un sistema de cómputo y visual ización que se conecta al simulador médico, dicho módulo de procesam iento y visualización puede ser un Smartphone, Tablet, computador personal o cualqu ier otro dispositivo electrón ico que permita procesar y visualizar la información referente al entrenamiento.
33. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 32, CARACTERIZADO porque el módulo de procesamiento y visualización están integrados en un único equipo electrón ico, que a su vez puede estar integrado al simulador médico o ser un equipo externo, por ejemplo del usuario, que se conecta al simulador médico al comenzar el entrenamiento. CARACTERIZADO porque el módulo de procesam iento y visualización integra instrucciones de programa que perm ite procesar la información y mostrarla al usuario ofreciendo retroalimentación objetiva del proceso de entrenamiento, usando para ello los recursos del equipo electrónico que se conecta al simulador médico.
35. El simulador médico de acuerdo con la reivindicación 36, CARACTERIZADO porque entre la información de retroal imentación se tiene: a. Cambio del ángulo en el tiempo del dispositivo de intervención, antes y durante el procedimiento, b. Cantidad de veces que es retirado el dispositivo de intervención y su ubicación, y c. Duración del procedimiento de punción.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112767796A (zh) * 2021-01-07 2021-05-07 喻智勇 肝肿瘤消融治疗穿刺训练模拟装置和工作方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11328625B2 (en) * 2017-08-30 2022-05-10 SurgiReal Products, Inc. Vessel cutdown simulant
US20190385485A1 (en) * 2018-06-15 2019-12-19 Nancy Walker Intravenous injection practice assembly
US11250727B1 (en) * 2019-04-16 2022-02-15 Daniel Oduoroggorremassin Cannulation training apparatus
US11263922B2 (en) * 2019-07-31 2022-03-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Cannulation simulation
GB2586964A (en) * 2019-08-27 2021-03-17 Trauma Simulation Ltd Blood vessel training model
GB2591114B (en) * 2020-01-16 2023-10-25 Limbs & Things Ltd Fluid simulation apparatus
JP2024521191A (ja) * 2021-05-28 2024-05-28 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー 静脈シミュレータシステム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6773263B2 (en) * 2001-10-09 2004-08-10 Robert J. Nicholls Medical simulator
US20050214726A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 David Feygin Vascular-access simulation system with receiver for an end effector
KR101407077B1 (ko) * 2012-12-26 2014-06-12 강원대학교산학협력단 근육주사 훈련용 전극 모듈
KR101471595B1 (ko) * 2012-12-06 2014-12-10 주식회사 비티 근육주사 훈련용 둔부모형 장치
US20150104773A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Simulab Corporation Detecting insertion of needle into simulated vessel using a conductive fluid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB251637A (en) 1925-04-28 1927-07-28 Ig Farbenindustrie Ag The manufacture of new disazo dyestuffs
WO2002070980A1 (en) * 2001-03-06 2002-09-12 The Johns Hopkins University School Of Medicine Simulation system for image-guided medical procedures
US20040009459A1 (en) * 2002-05-06 2004-01-15 Anderson James H. Simulation system for medical procedures
US20130078603A1 (en) 2011-09-26 2013-03-28 Seung Jin YANG Arm model apparatus for intravenous injection training

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6773263B2 (en) * 2001-10-09 2004-08-10 Robert J. Nicholls Medical simulator
US20050214726A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 David Feygin Vascular-access simulation system with receiver for an end effector
KR101471595B1 (ko) * 2012-12-06 2014-12-10 주식회사 비티 근육주사 훈련용 둔부모형 장치
KR101407077B1 (ko) * 2012-12-26 2014-06-12 강원대학교산학협력단 근육주사 훈련용 전극 모듈
US20150104773A1 (en) * 2013-10-16 2015-04-16 Simulab Corporation Detecting insertion of needle into simulated vessel using a conductive fluid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3399515A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112767796A (zh) * 2021-01-07 2021-05-07 喻智勇 肝肿瘤消融治疗穿刺训练模拟装置和工作方法
CN112767796B (zh) * 2021-01-07 2022-08-02 喻智勇 肝肿瘤消融治疗穿刺训练模拟装置和工作方法

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