ES2946810T3

ES2946810T3 - Pared abdominal simulada

Info

Publication number: ES2946810T3
Application number: ES17736845T
Authority: ES
Inventors: Gregory Hofstetter; Tracy Breslin; Joel Velasco
Original assignee: Applied Medical Resources Corp
Current assignee: Applied Medical Resources Corp
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: EP3475939B1; EP3475939C0; US20240096238A1; US11120708B2; KR20190020818A; US20180301064A1; AU2017291422B2; JP2019519007A; US20210407320A1; JP7063892B2; AU2017291422A1; EP3475939A1; WO2018005301A1; US11830378B2; KR102405187B1; CA3028980A1

Abstract

Se proporciona una pared abdominal simulada para entrenamiento quirúrgico laparoscópico y métodos para hacer la pared. La pared abdominal simulada tiene forma de cúpula y tiene el aspecto visual de un abdomen insuflado. Además, la pared es lo suficientemente fuerte para resistir la penetración con trocares quirúrgicos sin que se doble o deforme. El muro está sostenido por un marco a lo largo del perímetro sin ninguna estructura de soporte que atraviese el muro y que pudiera interferir con la ubicación del puerto. La pared incluye múltiples capas conectadas entre sí para formar una pared unitaria para adaptarse a un entrenador laparoscópico. En un método, se corta una proyección de una cúpula de una capa plana de material de espuma y se ensambla dentro de una cavidad de molde. Las capas consecutivas con el mismo o diferente patrón de proyección se colocan dentro de la cavidad del molde. En otro método, Se utiliza un molde de vacío junto con calor para deformar cada capa de espuma. El adhesivo se aplica entre capas para unir simultáneamente las capas adyacentes al deformarse. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Pared abdominal simulada

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo del entrenamiento y simulación quirúrgicos y, más concretamente, a una pared abdominal simulada para el entrenamiento de habilidades quirúrgicas laparoscópicas.

Antecedentes de la invención

Las técnicas quirúrgicas mínimamente invasivas, tales como la cirugía laparoscópica, pueden mejorar en gran medida los resultados de los pacientes debido a la reducción del traumatismo corporal. Sin embargo, la cirugía mínimamente invasiva conlleva una curva de aprendizaje pronunciada. En consecuencia, se han desarrollado simuladores laparoscópicos, también conocidos como entrenadores, para facilitar el entrenamiento de los cirujanos en estas difíciles técnicas. Por lo general, los entrenadores constan de una carcasa y algún tipo de barrera que impide la observación directa del interior de la carcasa, donde se encuentran los órganos simulados o las plataformas de entrenamiento. En algunos casos, la barrera está configurada para ser atravesada por instrumentos quirúrgicos con el fin de acceder al interior para observar y realizar procedimientos y ejercicios de simulación.

La barrera sirve para simular una pared abdominal, como por ejemplo se divulga en la solicitud de patente estadounidense, número de publicación US 2015/0031008 A1. En algunos casos, pueden estar preformadas aberturas en la barrera para proporcionar la forma más sencilla de entrenador laparoscópico. Los instrumentos laparoscópicos, incluidos los endoscopios, se pasan a través de las aberturas, y una imagen en directo del interior de la carcasa se capta a través de una cámara y se visualiza en un monitor de vídeo adyacente. El cirujano observa el procedimiento en el monitor de vídeo durante la operación. Aunque se puede adquirir mucha destreza utilizando entrenadores sencillos, se están haciendo esfuerzos para aumentar la fidelidad de la simulación quirúrgica. Los simuladores de laparoscopia más avanzados utilizan distintos materiales para imitar la suavidad y flexibilidad de la pared abdominal humana. Las versiones anteriores utilizaban capas de distintos tipos de láminas planas de espuma para simular el aspecto y el tacto de los distintos tipos de tejido presentes en la pared abdominal humana. Por lo general, estas láminas permanecen planas o están curvadas sólo en una dirección al simular una pared abdominal.

Una pared abdominal simulada debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar las mismas fuerzas o fuerzas similares a las que se producen en la cirugía real, incluyendo las fuerzas de penetración de la pared abdominal simulada con un trocar quirúrgico. Para soportar tales fuerzas, la pared abdominal es generalmente un inserto de tamaño más pequeño en una representación más grande y rígida del abdomen. Tanto una pared abdominal simulada pequeña como una más grande requieren algún tipo de estructura de soporte para evitar su colapso durante su utilización. Se debe tener cuidado al seleccionar el tipo de estructura de soporte para no desmerecer el aspecto general y la sensación de la pared abdominal simulada, y para no interferir con los procedimientos de práctica, especialmente durante la colocación de trocares.

Generalmente, una pared abdominal simulada que está configurada para ser penetrable por un trocar quirúrgico es plana o curvada sólo en una dirección. Aunque son fáciles de fabricar, estos diseños presentan un defecto estético que resta mucho realismo a la simulación. Además, en las intervenciones laparoscópicas reales el interior del abdomen se insufla con gas y la pared abdominal del paciente se dobla hacia fuera para tener una superficie convexa que se curva en múltiples direcciones. Aunque los simuladores no utilizan gas de insuflación, es deseable representar la misma curvatura y el mismo espacio de trabajo creados por la insuflación. Una pared abdominal simulada con una curvatura realista y también con puntos de referencia anatómicos, tales como costillas o cartílagos, ayuda enormemente al alumno a aprender la colocación correcta del puerto. La colocación correcta del puerto permite un acceso seguro a la cavidad abdominal y una triangulación adecuada para acceder a las estructuras anatómicas internas clave a lo largo de un procedimiento quirúrgico. La presente invención presenta una pared abdominal simulada adecuada para los entrenadores laparoscópicos, que proporciona una simulación más realista y es lo suficientemente grande como para proporcionar al usuario un mayor rango de colocación de puertos. La presente invención presenta además métodos para crear una pared abdominal de espuma en capas que sea fuerte y no requiera estructuras de soporte adicionales para mantener su forma, incluso durante la colocación del puerto. La pared abdominal simulada de la presente invención también incluye puntos de referencia anatómicos y tiene el atractivo visual de una superficie verdaderamente convexa de un abdomen insuflado.

Compendio de la invención

Según la presente invención se proporciona un sistema de entrenamiento quirúrgico como se expone en la reivindicación 1 de las presentes reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es una vista lateral en sección de instrumentos quirúrgicos insertados a través de trocares para acceder a órganos simulados situados dentro de un sistema de entrenamiento quirúrgico según la presente invención.

La FIG. 2 ilustra una pared abdominal simulada, que está curvada en una dirección, del sistema de entrenamiento quirúrgico de la presente invención.

La FIG. 3 ilustra una pared abdominal simulada que está curvada en dos direcciones según la presente invención. La FIG.4A ilustra una superficie de una cúpula proyectada sobre una superficie plana según la presente invención. La FIG. 4B ilustra la superficie de la FIG. 4A con sus bordes unidos formando una cúpula según la presente invención.

La FIG.4C ilustra una superficie de una cúpula proyectada sobre una superficie plana según la presente invención. La FIG. 4D ilustra la superficie de la FIG. 4C con sus bordes unidos, formando una cúpula según la presente invención.

La FIG. 5 es una vista transparente de un molde utilizado para el método de estratificación para formar una pared abdominal simulada según la presente invención.

La FIG. 6A ilustra el recorte de la proyección con forma de cúpula de la FIG. 4C antes de su colocación en el molde de la FIG. 5, de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 6B ilustra el recorte de la proyección con forma de cúpula de FIG. 4C con sus bordes unidos dentro del molde de estratificación de FIG. 5 según la presente invención.

La FIG. 6C ilustra el recorte de la proyección con forma de cúpula de la FIG. 4A antes de su colocación en el molde de la FIG. 5, de acuerdo con la presente invención.

La FIG. 6D ilustra la forma de cúpula de la FIG. 4B anidada dentro de la forma de cúpula de la FIG. 4D dentro del molde, según la presente invención.

La FIG. 7 es una vista en sección del molde de estratificación de la FIG. 5 con cuatro capas de espuma, según la presente invención.

La FIG. 8 es una perspectiva superior, vista en despiece de un molde de vacío de cavidad negativa según la presente invención.

La FIG. 9 es una vista en perspectiva superior, despiezada, en sección de un molde de vacío de cavidad negativa según la presente invención.

La FIG. 10 es una vista en perspectiva superior, en sección de un molde de vacío de cavidad negativa según la presente invención.

La FIG. 11 es una vista en perspectiva superior, en sección, del molde de vacío y una capa de espuma plana no deformada según la presente invención.

La FIG. 12A es una vista en perspectiva superior, en sección, de un molde de vacío y una capa de espuma plana, no deformada según la presente invención.

La FIG. 12B es una vista en perspectiva superior, en sección, de un molde de vacío y una capa deformada según la presente invención.

La FIG. 13 es una vista en sección despiezada de un molde de vacío, una capa deformada y una capa plana no deformada según la presente invención.

La FIG. 14A es una vista en perspectiva superior, en sección de un molde de vacío, una capa deformada y una capa plana no deformada según la presente invención.

La FIG. 14B es una vista en perspectiva superior, en sección de un molde de vacío con dos capas deformadas según la presente invención.

La FIG. 15 es una vista en sección despiezada de un molde de vacío, una pluralidad de capas deformadas y una capa no deformada según la presente invención.

La FIG. 16A es una vista en perspectiva superior de una capa sin deformar colocada en el molde de vacío y cinco capas de espuma previamente deformadas según la presente invención.

La FIG. 16B es una vista en perspectiva superior de seis capas deformadas y un molde de vacío según la presente invención.

La FIG. 17A es una vista en perspectiva superior, en despiece de un molde de vacío, una capa deformada, una capa no deformada, y tres insertos óseos según la presente invención.

La FIG. 17B es una vista en perspectiva superior de un molde de vacío, una capa deformada, una capa no deformada y un inserto óseo adherido a la capa deformada según la presente invención.

La FIG. 17C es una vista en perspectiva superior, en sección, de un molde de vacío, al menos una capa deformada, una capa no deformada y un inserto óseo según la presente invención.

La FIG. 17D es una vista en sección detallada de un molde de vacío, y un inserto óseo situado entre dos capas deformadas según la presente invención.

La FIG. 18 es una vista en perspectiva superior de una pieza plana de espuma, y una lámina no curada de silicona antes de ser unidas para formar una capa de piel según la presente invención.

La FIG. 19A es una vista en perspectiva superior de una capa de espuma de piel colocada sobre una capa no curada de silicona según la presente invención.

La FIG. 19B es una vista en perspectiva superior de una capa de espuma de piel conectada a una capa curada de silicona a la que se le ha recortado el exceso de silicona curada según la presente invención.

La FIG. 20 es una vista en despiece del molde de vacío, una capa de piel no deformada, capas previamente deformadas y un tapón lastrado utilizado para unir las capas previamente deformadas a la capa de piel según la presente invención.

La FIG. 21A es una vista en despiece de una capa de piel sin deformar colocada en un molde de vacío, capas previamente deformadas y un tapón lastrado según la presente invención.

La FIG. 21B es una vista en perspectiva superior de una capa de piel deformada, capas previamente deformadas y un tapón lastrado listo para ser colocado encima según la presente invención.

La FIG. 21C es una vista en perspectiva superior de una capa de piel deformada que muestra la capa de piel en su lugar en el molde de vacío después del conformado, con capas de espuma previamente deformadas en su lugar, y un tapón lastrado listo para ser colocado dentro de la cavidad según la presente invención.

La FIG. 21D es una vista en perspectiva superior de una capa de piel deformada dentro de un molde de vacío, con las capas de espuma deformadas y el tapón lastrado en su lugar dentro de la cavidad de un molde de vacío según la presente invención.

La FIG.22 es una vista en perspectiva superior de una pared abdominal simulada para su utilización en el montaje del entrenador según la presente invención.

La FIG. 23 es una vista en perspectiva superior de una pared abdominal simulada final encajada en el marco de pared abdominal simulada según la presente invención.

La FIG. 24 es una vista en despiece de una pared abdominal simulada y dos mitades de marco según la presente invención.

La FIG. 25 es una vista en sección transversal parcial de un canal en ángulo de las dos mitades del marco y la pared abdominal simulada comprimida entre ellas según la presente invención.

La FIG. 26A es una vista en sección de una mitad de marco inferior con protuberancias de retención según la presente invención.

La FIG. 26B es una vista en sección de la pared abdominal simulada y el marco según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Haciendo referencia a la FIG. 1, se proporciona un simulador quirúrgico para procedimientos laparoscópicos, también conocido como entrenador, 10. El entrenador 10 permite a un aprendiz practicar maniobras quirúrgicas complicadas en un entorno que es seguro y barato. El entrenador 10 consiste generalmente en una carcasa 11 que comprende un entorno iluminado que define una cavidad interior 50. A la cavidad interior 50 se accede con dispositivos de acceso quirúrgico tales como los trocares 12. El carcasa 11 está dimensionada y configurada para reproducir un entorno quirúrgico. Por ejemplo, el entrenador 10 está configurado como una parte de un abdomen humano y, en particular, configurado para parecer una cavidad abdominal insuflada. En el interior de la carcasa 11 pueden estar dispuestos órganos simulados 13. Los órganos simulados 13 se pueden manipular y "operar" en procedimientos simulados utilizando instrumentos quirúrgicos reales 14, tales como, pero sin estar limitados a, por ejemplo, pinzas, disectores, tijeras e incluso dispositivos de fusión y corte accionados mediante energía. En lugar de órganos simulados 13, la carcasa 11 puede estar provista de una plataforma de ejercicio configurada para practicar una o más técnicas de forma aislada. Por ejemplo, en lugar de órganos simulados 13, se puede colocar una placa de sutura dentro de la carcasa 11 para practicar técnicas de sutura.

El entrenador 10 incluye además una pared abdominal simulada 15. La pared abdominal simulada 15 cubre generalmente la parte superior del entrenador 10 a través de la cual se colocan los trocares 12. La pared abdominal simulada 15 está conectada a las paredes laterales del entrenador 10 o a otra estructura de marco que se conecta al entrenador 10. La pared abdominal simulada 15 está curvada de tal manera que se mejora el realismo de la simulación. En una variación, esta curvatura imita una pared abdominal insuflada. La pared abdominal simulada 15 está configurada además para proporcionar una pluralidad de capas que incluyen, entre otras, capas diseñadas para representar piel, músculo, grasa, hueso, cartílago y peritoneo. La pared abdominal simulada 15 está configurada además para proporcionar una visualización realista a través de un endoscopio dentro de un trocar durante la penetración y, de este modo, incluir todas las capas, colores característicos, grosor y puntos de referencia anatómicos para informar de forma realista al cirujano de la progresión a través de las capas y, de este modo, enseñar a evitar la punción accidental de órganos. La pared abdominal 15 simulada debe proporcionar no sólo una sensación visual realista, sino también una sensación táctil realista que incluya niveles de fuerza realistas de los instrumentos a través de la pared abdominal simulada 15.

Volviendo a la FIG. 2, se muestra una superficie a modo de ejemplo de una pared abdominal simulada 15 curvada en una dirección. El cilindro parcial de la pared abdominal simulada 15 es fácil de fabricar y muchos de los entrenadores anteriores 10 hacen uso de tal pared abdominal simulada 15 que tiene una curvatura sobre un solo eje. Esta forma es una aproximación de la forma real de un abdomen insuflado. Además, la forma de la FIG. 2 no es tan firme estructuralmente como una forma que está curvada en dos direcciones; por lo tanto, los diseños de pared abdominal que están curvados de esta manera a menudo necesitan el uso de estructuras de soporte internas adicionales. La FIG. 3 muestra una superficie de pared abdominal simulada 15 que está curvada en dos direcciones. La superficie parcialmente esférica de la FIG. 3 es más realista y también más sólida estructuralmente que una superficie de pared abdominal simulada que está curvada en una sola dirección. La pared abdominal simulada de la presente invención elimina la necesidad de estructuras de soporte internas, al tiempo que crea una forma que tiene un aspecto visual y una sensación táctil que imitan mejor la pared abdominal real.

Se proporciona un método para fabricar una pared abdominal simulada. El método incluye el paso de proyectar una forma de cúpula, tridimensional de la curvatura deseada sobre una superficie plana de una capa de espuma. La proyección se recorta de la capa de espuma. A continuación, la superficie tridimensional de una cúpula se forma a partir de la superficie bidimensional proyectada de un recorte juntando los bordes de cada recorte formando costuras de una manera prescrita. Cada recorte representa una o más capas anatómicas de una pared abdominal humana. En el método, una pluralidad de recortes, cada uno secuencialmente ligeramente más pequeño, son anidados unos dentro de otros para construir una estructura completa de pared abdominal con forma de cúpula. Las capas se mantienen en posición dentro de un molde que tiene una depresión de conformación y se estratifican juntas con el adhesivo.

Volviendo a la FIG. 4A, se muestra un recorte de una proyección en cúpula 16. El recorte 16 es una transformación de las latitudes y longitudes de localizaciones de la superficie de una cúpula en localizaciones sobre un plano. La misma proyección 16 con sus bordes unidos para formar una forma de cúpula 17 se muestra en la FIG. 4B. De manera similar, la FIG. 4C muestra un recorte de una proyección de cúpula alternativa 18. En la FIG. 4D se muestra la misma proyección 18 con sus bordes unidos para formar una forma similar a un hemisferio 19. Un experto en la materia puede contemplar diferentes tipos de proyecciones de recorte con patrones diferentes a los mostrados en las FIGS. 4A-4D. Además, la invención no se limita a proyecciones hemisféricas. También se pueden proyectar otras formas de cúpula. Por ejemplo, un elipsoide o cualquier superficie curva puede ser proyectada en la presente invención. Las proyecciones sirven como capa o patrón para cortar láminas para formar una o más capas con forma de cúpula que van a constituir la pared simulada de la presente invención como se describirá con mayor detalle a continuación.

La FIG. 5 muestra un molde de estratificación simple 20 que se utiliza para formar la pared abdominal simulada por capas 15 según la presente invención. El molde 20 incluye una depresión semiesférica dimensionada y configurada para la forma deseada de la pared abdominal simulada final 15. La depresión puede tener forma semielipsoidal, con forma de cúpula o curvada en otra variación. El molde 20 está dimensionado y configurado para recibir las proyecciones de recorte cuando se superponen para formar una multiplicidad de capas pegadas juntas en una pared abdominal simulada 15 de varias capas. Las capas están hechas de espuma, tal como espuma de poliuretano, espuma de acetato de etilvinilo (EVA), espuma de polietileno, espuma de celda abierta, espuma con memoria o silicona o una combinación de silicona y espuma. La espuma de poliuretano tiene una densidad de aproximadamente 0,096 gr/cm3 (6 libras por pie cúbico).

El tamaño y la forma de la depresión del molde se ajustan estrechamente a la forma de las proyecciones de recorte ensambladas. Una proyección de recorte se ensambla cuando sus bordes se unen para formar la forma deseada. Por ejemplo, en las FIGS. 6A-6B, se puede observar que el recorte 18 encaja en la depresión del molde de estratificación 20, formando así una forma similar a una semiesfera 19. Cuando el recorte 18 está situado dentro del molde 20, los bordes del recorte 18 están en yuxtaposición para formar costuras 21 que tienen una orientación latitudinal. La FIG.

6C ilustra el recorte 16 en una orientación plana adyacente al molde 20 que contiene el otro recorte 18. Pasando ahora a la FIG. 6D, el recorte 16 se muestra situado dentro de la depresión del molde 20 con sus bordes juntos y anidado dentro del otro recorte 18 previamente colocado en el molde 20. De nuevo, nótese la orientación latitudinal de las costuras 21 del recorte 18 formando la cúpula 19 y compárese con la orientación longitudinal de las costuras 22 del recorte 16 formando la cúpula 17. La FIG. 6D muestra una pared abdominal simulada de dos capas 15. El número de capas se puede aumentar de manera similar a la descrita alternando las dos o más superficies curvas 17 y 19 para construir las capas de la pared abdominal simulada de manera que sus costuras no se alineen.

La FIG. 7 ilustra una vista en sección del molde 20 con cúpulas alternas 17 y 19 situadas en el molde 20. Cada cúpula sucesiva tiene un tamaño ligeramente menor para tener en cuenta el grosor de cada capa de espuma anterior. Cada cúpula sucesiva tiene un tamaño ligeramente menor para tener en cuenta el grosor de cada capa de espuma anterior. Además, en una variación, cada cúpula añadida alterna entre al menos dos o más proyecciones de recorte diferentes, para evitar que las costuras se alineen a través de las capas de espuma, lo que daría lugar a una pieza de espuma con integridad estructural reducida o nula. Alternativamente, se puede emplear la misma proyección de recorte para cada capa, de forma que cada capa posterior se gire/desplace ligeramente para evitar la alineación de las costuras con las costuras de la capa anterior. Por ejemplo, la proyección de recorte 16 de la FIG. 4A se puede rotar dentro del molde 20 en relación con la proyección de recorte 16 colocada previamente de tal manera que las costuras 22 estén desplazadas y no alineadas. Cabe señalar que se pueden utilizar diferentes tipos y colores de láminas de espuma para simular el aspecto de las capas presentes en una pared abdominal humana. Se aplica adhesivo entre las proyecciones de recorte para adherir las capas y formar la pared abdominal.

Cortando las láminas planas siguiendo un patrón y formando una cúpula tridimensional a partir de las láminas combinadas como se ha descrito anteriormente, se crea una superficie convexa elástica. Además, como el adhesivo se aplica sólo en las grandes superficies planas de la espuma y no directamente en el grosor de las costuras, no hay zonas en la pared abdominal simulada en las que la rigidez sea mayor que en las zonas circundantes debido a una costura gruesa de pegamento. Una vez estratificadas todas las capas subyacentes deseadas, se estira una capa de piel de espuma/silicona y se adhiere a la pieza de trabajo. La capa de piel cubre todas las costuras, dejando a la vista del usuario una superficie convexa lisa. La capa de espuma/silicona se describirá con más detalle a continuación.

En otro método, se utiliza un molde de vacío para formar láminas de espuma planas en láminas de espuma convexas y unirlas. En este método, se coloca una lámina de espuma plana en el molde de vacío y se sujeta con un marco. A continuación se acciona la bomba de vacío y se aplica calor a la espuma. El calor relaja la espuma, permitiéndole ceder y estirarse dentro de la cavidad del molde debido a la succión del vacío. Se aplica adhesivo en spray a la espuma del molde y a una nueva lámina de espuma. A continuación, se practican multitud de agujeros en la primera capa de espuma para que el vacío pueda actuar sobre la segunda capa de espuma a través de la primera. El orden de perforación de orificios y de aplicación de cola se puede invertir y el proceso seguirá funcionando. Se retira el marco, se coloca la siguiente lámina de espuma con el lado de la cola hacia abajo en el molde de vacío con la primera capa de espuma todavía en su lugar, con el lado de la cola hacia arriba, y se vuelve a colocar el marco. De nuevo, se acciona la bomba de vacío y se aplica calor a la capa superior de espuma. Al entrar en contacto, las dos capas de espuma se unen. Este proceso se repite para cada capa de espuma deseada. Con la adición de cada capa de espuma, la pared abdominal simulada gana fuerza. Una vez alcanzada la configuración deseada de la capa de espuma, la pared abdominal simulada se inserta en un marco de pared abdominal, que es un componente de dos piezas que fija la pared abdominal simulada a lo largo del perímetro únicamente comprimiéndola entre las partes superior e inferior del marco y permite al usuario instalar y retirar fácilmente el conjunto de pared/marco de la carcasa del simulador quirúrgico. La geometría del marco de la pared abdominal añade un soporte adicional a la forma convexa y a la sensación de la pared abdominal simulada mediante la utilización de un canal en ángulo a lo largo del perímetro entre el que se comprime la pared abdominal simulada. El método se describirá con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos que figuran a continuación.

Pasando ahora a la FIG. 8, se muestra una vista en despiece de un molde de vacío de cavidad negativa 51. El molde de vacío 51 incluye una base 23, la salida de aire 24, el marco 25, y el cuerpo principal 26 que tiene una cavidad negativa 28. La FIG. 9 muestra una vista en sección despiezada del mismo molde de vacío 51. En esta vista, los agujeros de aire 27 se ven perforar la cavidad 28. La FIG. 10 muestra una vista en sección colapsada del molde de vacío 51 mostrando el hueco 29 creado entre la base 23 y el cuerpo principal 26, el hueco 29 está sellado entre la base 23 y el cuerpo principal 26, así como entre el cuerpo principal 26 y el marco 25 y en comunicación de fluido con la salida de aire 24.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 11, una primera lámina plana 32a de material de espuma está situada encima del cuerpo principal 26 del molde de vacío 51 y debajo del marco 25 que mantiene la lámina plana 32a en su sitio con respecto al molde 51. La FIG. 12A muestra la lámina plana de espuma 32 antes de ser moldeada. Durante el proceso de formación, el aire es evacuado a través de la salida de aire 24, lo cual crea una presión negativa en el hueco 29. Esta presión negativa actúa a través de los orificios de aire 27, y succiona la lámina plana de espuma 32 hacia la superficie interior de la cavidad 28. Mientras se evacua el aire a través de la salida 24, se aplica calor, por ejemplo con una pistola de aire caliente o con un elemento calefactor integrado, a la parte superior de la lámina de espuma 32. El calor permite que la lámina de espuma 32 se estire y se ajuste a la forma de la cavidad 28 haciendo contacto completo con la superficie de la cavidad 28. Por lo general, el calor se aplica simultáneamente con la aplicación de vacío a la lámina; aunque la invención no está tan limitada y el calor se puede aplicar antes del vacío. Una lámina de espuma deformada 33a moldeada en el molde de vacío 51 se muestra en la FIG. 12B.

Haciendo referencia ahora a las FIGS. 13 y 14A, el marco 25 se levanta y una segunda lámina plana no deformada 32b se coloca encima del cuerpo principal 26 y debajo del marco 25 del molde de vacío 51. Antes de colocar la segunda lámina no deformada 32b en el molde de vacío 51, se practican multitud de orificios a través de la primera capa 33a previamente formada para permitir que la succión actúe a través de su espesor, tirando así de la segunda lámina plana no deformada 32b hacia el interior de la cavidad 28.. Los agujeros se perforan con un rodillo cilíndrico que tiene una pluralidad de púas. Las púas son lo suficientemente largas para penetrar en la capa más gruesa y tienen una longitud aproximada de 19 mm (0,75 pulgadas). El radio del cilindro del rodillo es de aproximadamente 32 mm (1,25 pulgadas). De este modo, el rodillo es lo suficientemente grande con púas separadas entre sí para evitar desgarrar la espuma. Además, el rodillo es lo suficientemente pequeño para que pueda perforar las zonas de la espuma en la cavidad con un radio mínimo de curvatura de aproximadamente 43 mm (1,7 pulgadas) que es aproximadamente el mismo radio de curvatura de la pared abdominal en una variación. Los orificios tienen aproximadamente 2 milímetros de diámetro. La segunda lámina plana 32b también está hecha de espuma. Antes de su colocación en el molde de vacío 51, se aplica adhesivo a la cara superior de la primera capa de espuma formada 33a para adherir las dos capas adyacentes entre sí. También se puede aplicar adhesivo a la superficie inferior de la segunda lámina plana no deformada 32b que está vuelta hacia la primera capa de espuma 33a para adherir las capas entre sí. Se puede emplear adhesivo de contacto, incluido el adhesivo de contacto con base de disolvente o de agua, que se mantiene suave y flexible, para que el adhesivo no interfiera con el aspecto y el tacto del producto final. Además, el adhesivo se selecciona y aplica cuidadosamente para no crear demasiada resistencia cuando se empuja un trocar a través de la capa de piel. La FIG. 14B muestra la segunda lámina plana formada y adherida simultáneamente a la primera lámina de espuma formada 33a. El resultado intermedio es una pared abdominal simulada 15 que tiene dos capas formadas 33a, 33b pegadas entre sí. El proceso se puede repetir para construir una pared abdominal simulada que tenga tantas capas como se desee. De nuevo, se pueden utilizar diferentes tipos y colores de espuma, así como cualquier espuma termoplástica flexible, para cada capa para simular los colores y texturas presentes en una pared abdominal real. Por ejemplo, las capas rojas y blancas pueden estar hechas de acetato de etileno-vinilo con una densidad de aproximadamente 0,032 - 0,064 gr/cm3 (2-4 libras por pie cúbico), las capas rosas y translúcidas pueden estar hechas de polietileno de celda cerrada.

La FIG. 15 ilustra el proceso descrito anteriormente después de varias repeticiones en donde una lámina de espuma plana 32 se coloca encima de una pluralidad de capas previamente deformadas 33 y es presionada contra las capas de espuma preformadas 33 utilizando el marco 25. Las FIGS. 16A y 16B muestran una capa no deformada antes y después del moldeo por vacío. Una vez más, entre la adición de capas, se dispone una multitud de pequeños agujeros a través de las capas de espuma deformada 33 para colocar la capa no deformada en comunicación de fluido con el vacío a través del cuerpo principal 26 y a través de las capas previamente deformadas 33. Se aplica adhesivo a la parte superior de las capas previamente deformadas 33 y a la parte inferior de la capa plana de espuma no deformada 32. Cuando se activa el vacío y se aplica el calor, la capa no deformada se deforma y se adhiere simultáneamente a la capa previamente deformada.

En una variación de este proceso, se proporciona al menos un inserto 35 entre dos capas, como se puede observar en las FIGS. 17A-17D. Al menos una capa de espuma 33 ya ha sido deformada por el molde de vacío y se encuentra dentro de la cavidad 28. Antes de colocar una lámina de espuma plana 32 y el marco 25 sobre al menos una capa de espuma 33 previamente deformada, se pega al menos un inserto óseo 35 en la superficie superior de la última capa de espuma deformada 33b. La FIG. 17B muestra el inserto óseo 35 pegado en su lugar sobre las capas de espuma previamente formadas 33. También se aplica adhesivo a la cara superior del inserto óseo 35, y se coloca una lámina de espuma plana posterior 32 encima y se mantiene en su sitio con el marco 25, como se muestra en la FIG. 17C. La FIG. 17D muestra el inserto óseo 35 intercalado y encerrado entre dos capas deformadas 33b y 33c creando una pared abdominal simulada con un inserto óseo. Otras capas adyacentes 33 pueden incluir insertos óseos 35 entre ellas. Aunque se utiliza la palabra "óseo", la invención no está tan limitada y los insertos óseos no sólo representan hueso en la anatomía, sino que pueden representar cualquier otra estructura anatómica de mayor rigidez en relación con las capas de espuma, tales como cartílago, músculo, huesos, tumores y similares, o de menor rigidez en relación con las capas, tales como vasos sanguíneos, nervios y similares. Para reproducir el hueso, los insertos óseos 35 están hechos de plástico rígido. Para reproducir nervios o vasos sanguíneos, los insertos óseos 35 pueden estar hechos de silicona blanda. Los insertos pueden estar hechos de, entre otros, los siguientes materiales: polipropileno, estireno, polietileno, nailon, papel, cartulina, cloruro de polivinilo, tereftalato de polietileno, polietileno, tereftalato modificado con glicol y resina homopolímera de acetal.

Volviendo ahora a la FIG. 18, se describirá ahora la formación de una capa de piel exterior 39. La capa de piel incluye una capa de espuma de piel 37 y una capa de silicona 38. En una variación, la capa de espuma de piel 37 está hecha de espuma con memoria. En la fabricación de la capa de piel, la capa de espuma 37 se coloca sobre una capa de silicona 38 sin curar, como se muestra en la FIG. 19A, y se deja curar la capa de silicona 38. Cuando la silicona se cura sobre la espuma, crea una unión mecánica con el material de espuma ligeramente poroso. A medida que la silicona se cura, se entrelaza con los poros del material de espuma. Una vez que la silicona está completamente curada, el exceso se recorta dando lugar a la capa de piel de recorte 39. Dado que la silicona está firmemente adherida a la espuma subyacente, se obtiene una capa de piel mucho más duradera y se reducen los costes al disminuir la frecuencia de sustitución de la pared abdominal. La combinación de espuma y silicona estrechamente adheridas mediante el proceso de curado hace que ambas capas se deformen fácilmente en el molde de vacío y que, además, se adhieran fácilmente al resto de las capas deformadas. Además, en versiones anteriores en las que la capa externa de piel no está unida a las capas subyacentes, se abren espacios poco realistas entre las capas simuladas de la pared abdominal durante la colocación del puerto, visibles para el cirujano. La presente invención elimina este problema porque la silicona está unida mecánicamente a una capa de espuma que se deforma fácilmente y se adhiere a otras capas de espuma.

Volviendo ahora a las FIGS. 20-21, una vez preparada la capa de piel 39, se coloca dentro de la cavidad 28 del molde de vacío 20 seguida del marco 25. La capa de piel de recorte 39 se coloca con la capa de piel de silicona 38 orientada hacia el cuerpo principal 26 del molde 20. La FIG. 21A muestra la capa de piel de recorte 39 mantenida en su lugar en el cuerpo principal 26 del molde de vacío por el marco 25 antes de la retirada del aire del molde de vacío. La FIG.

21B muestra la capa de piel de recorte 39 desplazada dentro de la cavidad 28 del molde de vacío como resultado de la activación de un vacío dentro del hueco 29. En la FIG. 21B, las capas de espuma 33 previamente deformadas con o sin insertos óseos 35 están listas para ser presionadas hacia abajo en la cavidad por el tapón lastrado 40. La FIG.

21C muestra las capas de espuma 33 previamente deformadas pegadas en un cuerpo unitario colocado en la cavidad 28 sobre la capa de piel de recorte 39 y deformada. Se añade adhesivo entre la capa de piel 39 y la capa de espuma superior 33 para adherir la capa de piel 39 al resto de las capas deformadas 33. La FIG. 21D muestra la colocación del tapón lastrado 40 encima de las capas de espuma 33 previamente deformadas. El tapón lastrado 40 ayuda a presionar todas las capas juntas para adherir uniformemente las diferentes capas hasta que el pegamento se seque. La FIG. 22 muestra la pared abdominal simulada final 15 en su estado acabado antes de que sus bordes sean unidos a un entrenador 10 mediante un marco que tiene mitades superior e inferior 43, 44 como se describirá más adelante. La pared abdominal simulada final 15 tiene una huella poligonal. La capa de piel simulada 39 también se puede emplear de manera similar con la variación de las FIGS.4-7 en donde la capa de piel 39 en forma de cúpula completada se adhiere a una o más capas de recorte en forma de cúpula en donde la(s) capa(s) de recorte en forma de cúpula pueden estar unidas entre sí.

Haciendo referencia a las FIGS. 23-26, la pared abdominal simulada 15 se inserta en un marco de pared abdominal simulada 45 que es un sistema de dos piezas que incluye una mitad superior 43 y una mitad inferior 44 que asegura la pared abdominal simulada desde el perímetro solamente comprimiendo las capas de espuma. La pared abdominal enmarcada 15 se fija entonces de forma retirable en un entrenador laparoscópico 10. La FIG. 24 muestra la vista en despiece de la pared abdominal simulada 15 y el conjunto de marco 43, 44 compuesto por la pared abdominal simulada 15, el marco superior 43, y el marco inferior 44. El marco superior 43 y el marco inferior 44 se pueden ensamblar mediante tornillos u otros elementos de fijación, tales como un encaje a presión en el caso de un sistema de marco reutilizable, o ensamblarse mediante grapado térmico u otro método de ensamblaje de bajo coste.

Haciendo referencia a la FIG. 25, el marco de pared abdominal simulada 45 incluye un canal en ángulo 46 en el cual la pared abdominal simulada 15 es comprimida para asegurarla dentro del marco 45. El canal en ángulo 46 es creado por los componentes de marco superior e inferior 43 y 44. Si la pared abdominal simulada 15 se comprimiera entre dos marcos planos, se debilitaría la estructura y se invertiría/colapsaría durante el uso con mucha más facilidad. El canal 46 está inclinado desde el eje vertical hacia el centro de la pared abdominal simulada 15. Este ángulo sigue el contorno de la forma convexa de la pared abdominal simulada 15 y refuerza y aumenta significativamente el soporte proporcionado a la forma convexa de la pared abdominal simulada 15. Sin esta característica, la pared abdominal simulada se debilitaría y la estructura se invertiría/colapsaría durante el uso con mucha más facilidad. Sin esta característica, la pared abdominal simulada se invertiría mucho más fácilmente durante su uso.

Como se muestra en las FIGS. 26A-26B, el marco inferior 44 incluye protuberancias hacia arriba 47 que están espaciadas alrededor del perímetro del marco inferior 44. Estas protuberancias de retención 47 también pueden estar presentes en el marco superior 43, o en ambas mitades del marco 43, 44. Estas protuberancias de retención similares a dientes 47 proporcionan una retención adicional de la pared abdominal simulada 15 dentro del marco de pared abdominal simulada 45 presionando o mordiendo la pared abdominal simulada cuando es comprimida entre la parte superior de marco 43 y la parte inferior de marco 44. Haciendo referencia a la FIG. 26B, una pared abdominal simulada 15 es comprimida entre las dos mitades de marco 43, 44 y es perforada por una protuberancia de retención 47. Alternativamente, se pueden emplear almohadillas de goma o cinta adhesiva de doble cara junto con o sin las protuberancias para retener la pared abdominal 15.

El diseño del marco 45 permite al usuario instalar y retirar fácilmente el conjunto de pared/marco de la carcasa del simulador quirúrgico. La geometría del marco de pared abdominal añade más soporte a la forma convexa de la pared abdominal simulada utilizando un canal en ángulo a lo largo del perímetro entre el que se comprime la pared abdominal simulada, que sigue la forma natural de la pared abdominal simulada. La simple compresión de la pared abdominal simulada entre las mitades planas del marco reduciría significativamente el soporte de la forma convexa y la sensación de la pared abdominal simulada, lo que probablemente produciría una inversión no deseada durante el uso normal.

Los métodos descritos anteriormente se basan en un mecanismo de estratificación curvada formado en parte por el encolado sucesivo de superficies que se han curvado. Con cada capa adicional se obtiene una estructura que mantiene la curvatura deseada. El primer método combina este pegado de capas curvas con recortes realizados con la forma de una superficie curva proyectada sobre una superficie plana. Se alternan diferentes patrones de recortes para que las costuras de los recortes no se alineen y debiliten la estructura, o alternativamente, un recorte se puede desplazar/rotar con respecto al anterior que tenga el mismo patrón para desplazar las costuras entre sí.

El segundo método utiliza el moldeado por vacío para conseguir superficies curvas y evita por completo las costuras a lo largo de la superficie. Se colocan láminas planas de espuma sobre un molde de vacío de cavidad negativa, se coloca un marco sobre la espuma para realizar un sello estanco al aire, y se evacúa el molde de vacío. A medida que se retira el vacío, se aplica calor a la espuma, lo que permite que ésta ceda y se estire dentro de la cavidad del molde. Cuando hay que añadir una nueva capa, se practican multitud de agujeros en las capas de espuma previamente formadas. Se aplica adhesivo entre las capas para que formen una unión en toda la superficie curva. Una vez estratificadas varias capas de espuma, la pieza empieza a mantener la forma curva del molde. Añadiendo o quitando capas, se puede adaptar la respuesta táctil de las capas de espuma para conseguir una sensación más real.

Además, se pueden añadir piezas rígidas o semirrígidas entre las capas de espuma para simular la anatomía ósea o de otro tipo en cualquiera de los métodos aquí descritos. Se debe tener en cuenta que estas inserciones óseas no son necesarias para el soporte estructural. En su lugar, los insertos óseos proporcionan al usuario puntos de referencia para la correcta colocación del puerto, y también evitan la colocación del puerto en una zona incorrecta. La palpación es una técnica común utilizada para la colocación adecuada del puerto, que es una parte crucial de un procedimiento exitoso, y los insertos óseos permiten al usuario entrenarse en la palpación y la colocación adecuada del puerto con éxito. Las inserciones óseas mejoran ventajosamente la sensación de realismo del modelo.

Cabe señalar que, si bien aquí se describen dos métodos para estratificar láminas de espuma prefabricadas con el fin de crear una superficie curva con integridad estructural, también sería posible crear un molde de fundición que permita al usuario construir secuencialmente una multitud de capas curvas adheridas entre sí en toda su superficie.

Se entiende que se pueden realizar diversas modificaciones respecto a las realizaciones aquí descritas. Por lo tanto, la descripción anterior no se debe interpretar como limitativa, sino simplemente como ejemplo de las realizaciones preferidas. Los expertos en la materia imaginarán otras modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones siguientes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de entrenamiento quirúrgico, que comprende:

una base;

una cubierta superior conectada a la base y separada de ella para definir una cavidad interior (50); incluyendo la cubierta superior una abertura;

un marco (45) conectado a la cubierta superior en la ubicación de la abertura; y

una pared abdominal simulada (15) conectada al marco (45) y que abarca al menos una parte de la abertura; estando la pared abdominal simulada caracteriza por una pluralidad de capas en forma de cúpula (33) que forman un cuerpo de cúpula unitario que tiene una convexidad y una superficie cóncava orientada hacia la cavidad interna (50).

2. El sistema de entrenamiento quirúrgico de la reivindicación 1, en el que el marco (45) incluye dos partes (43, 44) unidas con la pared abdominal simulada (15) situada entre ellas; las dos partes (43, 44) comprenden un marco superior (43) y un marco inferior (44).

3. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el marco (45) incluye protuberancias espaciadas alrededor de la parte superior e inferior o de ambos armazones (43, 44) para fijar la pared abdominal simulada (15) al marco (45).

4. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el marco (45) incluye un canal en ángulo (46) formado entre el marco superior (43) y el marco inferior (44); estando el canal en ángulo (46) dimensionado y configurado para recibir un perímetro de la pared abdominal simulada (15) y para comprimir la pared abdominal simulada (15).

5. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el canal en ángulo (46) forma un ángulo desde un eje vertical hacia un centro de la pared abdominal simulada (15); el canal en ángulo (46) sigue un contorno de la superficie convexa de un cuerpo de cúpula unitario.

6. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el marco (45) tiene forma poligonal y el cuerpo de cúpula unitario es una semiesfera.

7. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pared abdominal simulada (15) es penetrable por un trocar quirúrgico; la pared abdominal simulada (15) comprende además un inserto (35) dispuesto entre dos capas adyacentes de la pluralidad de capas en forma de cúpula (33).

8. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la pluralidad de capas en forma de cúpula (33) están anidadas unas dentro de otras.

9. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo de cúpula unitario se forma uniendo mediante adhesivo las superficies interiores y exteriores de las capas adyacentes de la pluralidad de capas en forma de cúpula (33).

10. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la superficie convexa del cuerpo de cúpula unitario tiene una curvatura alrededor de dos ejes la curvatura, siendo formada mediante un mecanismo de estratificación curvada en el que la pluralidad de capas en forma de cúpula se pega sucesivamente.

11. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en el que la pluralidad de capas en forma de cúpula (33) está formada por una pluralidad de recortes planos de proyecciones en forma de cúpula (16, 18) ensamblados mediante la unión de sus bordes.

12. El sistema de entrenamiento quirúrgico de la reivindicación 11, en el que la pluralidad de recortes planos de las proyecciones con forma de cúpula son de al menos uno o más proyecciones con forma de cúpula diferentes; estando la pluralidad de recortes planos de proyecciones con forma de cúpula (16, 18) hecha de espuma.

13. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en el que la pluralidad de capas en forma de cúpula (33) se forma a partir de una pluralidad de láminas de espuma convexas; en donde cada una de la pluralidad de láminas de espuma convexas (33a, 33b, 33c) se forma a partir de una lámina de espuma plana (32a, 32b, 32c) deformada por exposición al calor en un hueco o molde de vacío.

14. El sistema de entrenamiento quirúrgico de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie convexa del cuerpo de cúpula unitario corresponde a una capa de piel en forma de cúpula; estando la capa de piel en forma de cúpula formada por una capa de piel plana (39) que comprende una capa plana de silicona no curada (38) que es curada sobre una capa plana de espuma (37) para adherir la silicona a la espuma; en donde la capa de piel plana (39) se deforma por exposición al calor en un hueco o molde de vacío.

15. El sistema de entrenamiento quirúrgico de la reivindicación 14, en el que la capa de piel en forma de cúpula tiene una superficie interior hecha de espuma y una superficie exterior hecha de silicona curada; siendo la superficie interior de la capa cutánea en forma de cúpula adherida mediante adhesivo a una superficie exterior de una capa superior de la pluralidad de capas en forma de cúpula.