ES2942760A1 - MODULAR SYSTEM OF INTERCHANGEABLE SECTIONS FOR VASCULAR SIMULATION AND MANUFACTURING PROCEDURE FOR INTERCHANGEABLE SECTIONS (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
SISTEMA MODULAR DE TRAMOS INTERCAMBIABLES PARA SIMULACION MODULAR SYSTEM OF INTERCHANGEABLE SECTIONS FOR SIMULATION
VASCULAR Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE LOS TRAMOS VASCULAR AND SECTIONS MANUFACTURING PROCEDURE
INTERCAMBIABLESINTERCHANGEABLE
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNIQUE SECTOR
La presente invención se refiere a un sistema modular de tramos intercambiables que permite emular de forma muy realista la práctica clínica en diferentes patologías vasculares (aneurismas, estenosis...), partiendo de modelos anatómicos vasculares del propio paciente. El objeto de la invención es posibilitar una alta correlación entre el banco de pruebas que permite preparar el sistema modular de tramos intercambiables propuesto y la intervención real a practicar, de forma que permita al equipo médico preparar el material apropiado y el mejor abordaje en cada caso de forma individualizada.The present invention refers to a modular system of interchangeable sections that allows clinical practice to be emulated in a very realistic way in different vascular pathologies (aneurysms, stenosis...), based on vascular anatomical models of the patient himself. The object of the invention is to enable a high correlation between the test bench that allows preparing the proposed modular system of interchangeable sections and the actual intervention to be practiced, in such a way that it allows the medical team to prepare the appropriate material and the best approach in each case. individually.
Igualmente, la presente invención, permite valorar el comportamiento de nuevos dispositivos en desarrollo dentro de un ambiente cuasi real.Likewise, the present invention makes it possible to assess the behavior of new devices under development within a quasi-real environment.
Por otro lado, es objeto de la presente invención el procedimiento de fabricación de los tramos intercambiables que integran el sistema modular de la presente invención.On the other hand, the object of the present invention is the manufacturing procedure of the interchangeable sections that make up the modular system of the present invention.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Las técnicas endovasculares se encuadran en el contexto de los procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos. Constituyen un campo médico en pleno desarrollo, permitiendo soluciones diagnósticas y terapéuticas más precisas y menos cruentas a patologías complejas. Cada vez se amplía más el catálogo de indicaciones y el número de centros y médicos-especialistas que se dedican a ello. Sin embargo, la adquisición de habilidades y el entrenamiento técnico en este campo es difícil. La simulación con modelos animales está cada vez más en desuso y el diseño aditivo es una alternativa muy prometedora.Endovascular techniques fall within the context of minimally invasive surgical procedures. They constitute a medical field in full development, allowing more precise and less invasive diagnostic and therapeutic solutions to complex pathologies. The catalog of indications and the number of centers and medical-specialists dedicated to it are expanding more and more. However, the acquisition of skills and technical training in this field is difficult. Simulation with animal models is increasingly out of use and additive design is a very promising alternative.
En la actualidad los modelos tridimensionales y la fabricación aditiva se están empleando en gran número de sectores como tecnologías productivas para series cortas ya que ofrecen gran flexibilidad y la posibilidad de personalización.Currently, three-dimensional models and additive manufacturing are being used in large number of sectors as production technologies for short series since they offer great flexibility and the possibility of customization.
Entre los modelos de simuladores vasculares conocidos se citan los divulgados en los documentos de patentes US2019244544A1, JP2015069054A, JP2014092683A, CN106463067A, CN111081126A.Among the known vascular simulator models are those disclosed in patent documents US2019244544A1, JP2015069054A, JP2014092683A, CN106463067A, CN111081126A.
Se trata de modelos bidimensionales que carecen de la relación de profundidad, simplificando el manejo de los catéteres, pero perdiendo la correlación fiable con la práctica real. Los modelos conocidos se basan en modelos anatómicos teóricos idealizados y simplificados, no en modelos reales.These are two-dimensional models that lack the depth relationship, simplifying the handling of the catheters, but losing the reliable correlation with real practice. Known models are based on idealized and simplified theoretical anatomical models, not actual models.
De hecho, la gran desventaja que presentan los modelos conocidos reside en que no permiten representar todas las irregularidades de las paredes arteriales, las diferencias en el calibre interno de los vasos ni la tortuosidad anatómica que en las intervenciones reales condicionan los accesos vasculares y la estabilidad de los catéteres. Así, estos detalles son todavía más exagerados en la emulación de patologías vasculares, dónde se idealizan los aneurismas con configuraciones geométricas sencillas muy alejadas de las reales que no permiten preparar con detalle las intervenciones reales.In fact, the great disadvantage of the known models is that they do not allow to represent all the irregularities of the arterial walls, the differences in the internal caliber of the vessels or the anatomical tortuosity that in real interventions condition vascular access and stability. of the catheters. Thus, these details are even more exaggerated in the emulation of vascular pathologies, where aneurysms are idealized with simple geometric configurations far removed from the real ones that do not allow detailed preparation of real interventions.
Por otro lado, es conocida la técnica de estereolitografía (SLA) que es un proceso de fabricación aditiva (o impresión tridimensional, comúnmente conocida como impresión 3D) utilizado para el modelado de prototipos y la producción de series cortas que permite el uso de materiales de altas prestaciones. Este permite la fabricación de piezas dimensionalmente estables, resistentes, duraderas y con buena precisión y reproducibilidad.On the other hand, the stereolithography (SLA) technique is known, which is an additive manufacturing process (or three-dimensional printing, commonly known as 3D printing) used for prototype modeling and the production of short series that allows the use of quality materials. high benefits. This allows the manufacture of dimensionally stable, resistant, durable parts with good precision and reproducibility.
Gracias a la creciente expansión de la fabricación aditiva como alternativa productiva en la industria tradicional y a su rápida implantación en los sectores productivos se están ofreciendo soluciones a problemas técnicos industriales, sanitarios e incluso a aquellos que influyen en la calidad de vida de las personas. Esta combinación ha hecho viable la fabricación donde el número de unidades a fabricar no supone una barrera para ofrecer un producto necesario. Sin embargo, hasta la fecha empleando los parámetros y operaciones estándar recomendados por los proveedores de las máquinas de esta tecnología, resulta inviable el uso de la técnica de SLA para la fabricación de conducciones que tengan un diámetro o luz interior menor de 3 mm, ya que los parámetros tradicionales de fabricación no permiten eliminar los residuos de resina liquida sin curar del interior de la arterias o conductos, y por tanto no permiten la práctica médica, invalidando el sistema de simulación.Thanks to the growing expansion of additive manufacturing as a productive alternative in traditional industry and its rapid implementation in the productive sectors, solutions are being offered to technical, industrial, health problems and even those that influence people's quality of life. This combination has made manufacturing viable where the number of units to be manufactured is not a barrier to offer a necessary product. However, to date, using the standard parameters and operations recommended by the suppliers of the machines for this technology, it is not feasible to use the SLA technique for the manufacture of pipes that have a diameter or internal lumen less than 3 mm, since the traditional manufacturing parameters do not allow the removal of uncured liquid resin residues from the interior of the arteries or ducts, and therefore do not allow medical practice, invalidating the simulation system.
Por todo lo anterior, el solicitante de la presente solicitud de patente detecta la necesidad de desarrollar un sistema modular que ofrezca una solución sencilla pero eficiente para simular modelos anatómicos vasculares de redes arteriales personalizadas para un paciente, las cuales representen con exactitud la reproducción de deformaciones o afecciones concretas para generar las sensaciones hápticas de la práctica clínica real, permitiendo la intervención con diferentes patologías (aneurismas, estenosis...).For all of the above, the applicant for this patent application detects the need to develop a modular system that offers a simple but efficient solution to simulate vascular anatomical models of personalized arterial networks for a patient, which accurately represent the reproduction of deformations or specific conditions to generate the haptic sensations of real clinical practice, allowing intervention with different pathologies (aneurysms, stenosis...).
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención permite reproducir con fiabilidad una red arterial de un modelo anatómico real, así como fabricar tramos intercambiables que representen patologías replicando las lesiones tal y como son. Así, se posibilita la preparación con mayor detalle de intervenciones reales para decidir con mayor certeza el material apropiado y el mejor abordaje de forma individualizada en cada caso.The present invention makes it possible to reliably reproduce an arterial network from a real anatomical model, as well as to manufacture interchangeable sections that represent pathologies by replicating the lesions as they are. Thus, the preparation of real interventions in greater detail is possible to decide with greater certainty the appropriate material and the best approach individually in each case.
Para ello, la invención preconiza un sistema modular que se compone de una base que actúa de soporte y estabilizador, estando la base formada por un cuerpo laminar provisto de orificios; y una red arterial a modo de tramos intercambiables sobre la que se realiza la simulación clínica. Los tramos intercambiables se acoplan perfectamente a la base mediante unos soportes que se insertan en los orificios situados a lo largo de la superficie de la base.For this, the invention recommends a modular system that is made up of a base that acts as a support and stabilizer, the base being formed by a laminar body provided with holes; and an arterial network in the form of interchangeable sections on which the clinical simulation is carried out. The interchangeable sections are perfectly attached to the base by means of supports that are inserted into the holes located along the surface of the base.
La base está compuesta por un cuerpo laminar, preferentemente de material rígido y translucido, que vista en planta simula el contorno de la anatomía del cuerpo humano parcial o completamente.The base is made up of a laminar body, preferably made of rigid and translucent material, which seen in plan simulates the contour of the anatomy of the human body partially or completely.
El sistema modular puede configurar parcialmente una parte de la anatomía (cabeza, pierna, brazo, etc.) o a el cuerpo humano completo uniendo una pluralidad de bases que actúan de módulos. Así, para facilitar dicha unión entre bases adyacentes, cada base está provista, opcionalmente, de unos elementos de unión La versatilidad de la presente invención permite abarcar diferentes especialidades médicas. The modular system can partially configure a part of the anatomy (head, leg, arm, etc.) or the complete human body by joining a plurality of bases that act as modules. Thus, to facilitate said union between adjacent bases, each base is optionally provided with some union elements. The versatility of the present invention allows it to cover different medical specialties.
Por otro lado, el sistema modular que permite la simulación de la práctica clínica se complementa con:On the other hand, the modular system that allows the simulation of clinical practice is complemented by:
- Una pluralidad de tramos intercambiables que representan arterias sanas, cuyo número de unidades depende del número de módulos del cuerpo a simular.- A plurality of interchangeable sections that represent healthy arteries, the number of units of which depends on the number of modules of the body to be simulated.
- Una pluralidad de tramos intercambiables que representan arterias con patologías, cuyo número de unidades depende del número de patologías que desee incluir el facultativo.- A plurality of interchangeable sections that represent arteries with pathologies, the number of units of which depends on the number of pathologies that the physician wishes to include.
- Uno o más tapones, que permiten el llenado y vaciado de los tramos intercambiables con un fluido.- One or more plugs, which allow the filling and emptying of the interchangeable sections with a fluid.
- Al menos un tapón de entrada que está provisto de una porción de material flexible, el cual permite la inserción de un catéter o un introductor de catéter (componente utilizado en la práctica clínica).- At least one entry plug that is provided with a portion of flexible material, which allows the insertion of a catheter or a catheter introducer (component used in clinical practice).
- Una pluralidad de juntas tóricas que participan en las uniones entre tramos intercambiables para dotar de estanqueidad a la unión.- A plurality of O-rings that participate in the joints between interchangeable sections to provide sealing to the joint.
- Un fluido para el rellenado de los tramos intercambiables, que favorece el deslizamiento de los diferentes instrumentales médicos de material hidrófobo durante la simulación de la intervención (catéter, guía, etc.).- A fluid for filling the interchangeable sections, which favors the sliding of the different medical instruments made of hydrophobic material during the simulation of the intervention (catheter, guide, etc.).
Así, los tramos intercambiables que representan las arterias (sanos o con patología) conforman una geometría tridimensional totalmente fiel a la realidad anatómica del paciente. Por otro lado, los tapones permiten el llenado y vaciado del fluido de la red arterial y aseguran la estanqueidad del conjunto, junto con las juntas tóricas instaladas en cada una de las uniones entre tramos intercambiables.Thus, the interchangeable sections that represent the arteries (healthy or with pathology) make up a three-dimensional geometry that is totally faithful to the anatomical reality of the patient. On the other hand, the caps allow the filling and emptying of fluid from the arterial network and ensure the tightness of the assembly, along with the O-rings installed in each of the joints between interchangeable sections.
Los tramos intercambiables son de un material transparente, lo que permiten al médico intervencionista localizar la posición de la lesión o patología y maniobrar con el instrumental correspondiente a lo largo de la red arterial de forma visualmente directa. Adicionalmente, el material que integra los tramos intercambiables tiene carácter radiolúcido, lo que permite su visualización mediante aparatos de radiología en el propio entorno hospitalario. Los tramos intercambiables cuentan en sus extremos con medios de acoplamiento por machihembrado que incorpora una junta tórica que asegura la estanqueidad del conjunto. The interchangeable sections are made of a transparent material, which allows the interventional physician to locate the position of the lesion or pathology and maneuver with the corresponding instruments along the arterial network in a visually direct manner. Additionally, the material that integrates the interchangeable sections is radiolucent, which allows its visualization by means of radiology equipment in the hospital environment itself. The interchangeable sections have tongue-and-groove coupling means at their ends that incorporate an O-ring that ensures the tightness of the assembly.
La configuración de la unión entre tramos intercambiables dota a la presente invención de una solución novedosa que reside en la posibilidad de intercambiar los tramos de forma rápida y sencilla. Así, si el médico lo considera oportuno puede modificar la configuración de la red arterial para incorporar tramos intercambiables con diferentes patologías (aneurismas, estenosis, ...), ya sea por razones de formación médica o de planificación quirúrgica.The configuration of the joint between interchangeable sections provides the present invention with a novel solution that resides in the possibility of exchanging the sections quickly and easily. Thus, if the doctor considers it appropriate, he can modify the configuration of the arterial network to incorporate interchangeable sections with different pathologies (aneurysms, stenosis,...), either for reasons of medical training or surgical planning.
Los tramos intercambiables que representan patologías son de un material flexible, y cuentan con las mismas propiedades de transparencia y radiolucidez mencionadas anteriormente. En cuanto a la geometría son igual de medida y características que los tramos intercambiables que representan arterias sanas, aunque en este caso incorporan una patología que puede ser predefinida o personalizada.The interchangeable sections that represent pathologies are made of a flexible material, and have the same properties of transparency and radiolucency mentioned above. In terms of geometry, they are of the same size and characteristics as the interchangeable sections that represent healthy arteries, although in this case they incorporate a pathology that can be predefined or personalized.
Los tapones son del mismo material que los tramos intercambiables que simulan a las arterias sanas, y se unen a los extremos o las terminaciones de los tramos intercambiables que quedan libres después del montaje, tapando los agujeros de salida de la red arterial.The plugs are made of the same material as the interchangeable sections that simulate healthy arteries, and are attached to the ends or terminations of the interchangeable sections that remain free after assembly, covering the outlet holes of the arterial network.
En el caso de que se unan dos bases que contienen la simulación de una red arterial parcial, los tapones se pueden extraer para permitir la unión de los tramos intercambiables de las dos bases. Por otro lado, los tapones de entrada permiten el llenado y vaciado del sistema modular y cuentan con una junta tórica que asegura la estanqueidad del conjunto.In the event that two bases containing the simulation of a partial arterial network are attached, the plugs can be removed to allow the interchangeable lengths of the two bases to be attached. On the other hand, the inlet plugs allow the filling and emptying of the modular system and have an O-ring that ensures the tightness of the assembly.
El tapón de entrada es de las mismas características que el resto de tapones, y preferentemente, está provisto en su interior de una válvula antirretorno, que permite la inserción de catéteres o introductores de catéter de diferentes tamaños sin poner en riesgo la estanqueidad del sistema.The inlet plug has the same characteristics as the rest of the plugs, and preferably, it is provided inside with a non-return valve, which allows the insertion of catheters or catheter introducers of different sizes without jeopardizing the tightness of the system.
Opcionalmente, el sistema modular de tramos intercambiables puede formar parte de un sistema de realidad aumentada (o mixta) que permita visualizar virtualmente el cuerpo del paciente junto con toda aquella información digital necesaria para la práctica clínica de la intervención. Para ello, la base incorpora sobre su superficie un código de identificación (QR u otro) que permita actuar de marcador en el sistema de realidad aumentada.Optionally, the modular system of interchangeable sections can be part of an augmented (or mixed) reality system that makes it possible to virtually visualize the patient's body together with all the digital information necessary for the clinical practice of the intervention. To do this, the base incorporates an identification code (QR or other) on its surface that allows it to act as a marker in the augmented reality system.
Cabe señalar que la configuración de la presente invención es sencilla e intuitiva y permite al médico el montaje y desmontaje rápido del sistema modular para facilitar, por una parte, la didáctica en los talleres formativos, y por otra, la personalización del dispositivo con patologías de pacientes reales. De este modo, se aumenta la calidad de la formación médica, se fomenta la planificación quirúrgica y se mejora la atención al paciente; todo ello conlleva una reducción en los tiempos de quirófano y hospitalización, con la consecuente reducción de gastos hospitalarios.It should be noted that the configuration of the present invention is simple and intuitive and allows the physician to quickly assemble and disassemble the modular system to facilitate, on the one hand, the didactics in the training workshops, and on the other, the personalization of the device with pathologies of real patients. In this way, the quality of medical training is increased, surgical planning is encouraged and patient care is improved; All this entails a reduction in operating room and hospitalization times, with the consequent reduction in hospital expenses.
A continuación, se describen las etapas que conforman el procedimiento para el desarrollo y producción de un sistema modular de tramos intercambiables para la simulación vascular:The stages that make up the procedure for the development and production of a modular system of interchangeable sections for vascular simulation are described below:
- Análisis del caso clínico y definición del proyecto de simulación. En esta fase inicial, guiada por el facultativo correspondiente, se estudia el caso clínico concreto y se definen los requerimientos de diseño del sistema modular de simulación vascular. - Adquisición de biomodelos del propio paciente. Mediante técnicas imagen médica (radiografía digital, resonancia magnética, ...) se obtienen modelos 3D de la anatomía del cuerpo humano (total o parcial) con propósitos médicos concretos. - Diseño y modelado 3D del sistema, en esta fase se realiza, por una parte, la optimización geométrica de los biomodelos 3D para su posterior fabricación; y, por otra, el modelado 3D del resto de elementos que componen el simulador (soportes, uniones, etc.).- Analysis of the clinical case and definition of the simulation project. In this initial phase, guided by the corresponding physician, the specific clinical case is studied and the design requirements of the modular vascular simulation system are defined. - Acquisition of biomodels of the patient himself. Through medical imaging techniques (digital radiography, magnetic resonance, ...) 3D models of the anatomy of the human body (total or partial) are obtained for specific medical purposes. - Design and 3D modeling of the system, in this phase, on the one hand, the geometric optimization of the 3D biomodels for their subsequent manufacture is carried out; and, on the other, the 3D modeling of the rest of the elements that make up the simulator (supports, joints, etc.).
- Producción del sistema modular de tramos intercambiables para simulación vascular.- Production of the modular system of interchangeable sections for vascular simulation.
Para la obtención de los tramos intercambiables que simulan la red arterial, se utiliza una tecnología avanzada de fabricación aditiva, preferentemente la tecnología estereolitografía (SLA), proceso especialmente indicado para la producción de series cortas mediante resinas de altas prestaciones. Así, los tramos intercambiables obtenidos están unidos, al menos, a un componente interno y un componente externo que definen su forma. La producción del resto componentes (base y soportes) se realiza por procesos convencionales de fabricación.To obtain the interchangeable sections that simulate the arterial network, advanced additive manufacturing technology is used, preferably stereolithography (SLA) technology, a process especially indicated for the production of short series using high-performance resins. Thus, the interchangeable sections obtained are attached to at least one internal component and one external component that define their shape. The production of the rest of the components (base and supports) is carried out by conventional manufacturing processes.
- Post-procesado de los tramos intercambiables que originan la red arterial. Tras la fabricación por SLA es esencial realizar un exhaustivo lavado químico de los tramos intercambiables, interior y exteriormente, hasta eliminar completamente los restos de resina de los tramos, previamente a su curado por radiación UV. Todo ello, permite garantizar la calidad de los tramos intercambiables producidos.- Post-processing of the interchangeable sections that originate the arterial network. After manufacturing by SLA, it is essential to carry out an exhaustive chemical washing of the interchangeable sections, inside and outside, until all traces of resin are completely removed from the sections, prior to curing by UV radiation. All of this allows us to guarantee the quality of the interchangeable sections produced.
- Montaje y validación. Por último, se realiza el montaje del conjunto y se realizan todas las pruebas de validación (estanqueidad, ausencia de obstrucciones, etc.) necesarias para garantizar la calidad del simulador.- Assembly and validation. Finally, the assembly is carried out and all the validation tests are carried out (tightness, absence of obstructions, etc.) necessary to guarantee the quality of the simulator.
Cabe resaltar que la presente invención propone una mejora en la fase de post-procesado, que posibilita la viabilidad técnica de fabricación de tramos intercambiables con un diámetro o luz interior menor de 3 mm.It should be noted that the present invention proposes an improvement in the post-processing phase, which enables the technical feasibility of manufacturing interchangeable sections with a diameter or interior light of less than 3 mm.
Así, tal y como se ha indicado anteriormente, durante el post-procesado se realiza un lavado químico interior de los tramos intercambiables para eliminar los residuos de resina dispuestos en el interior de los mismos, para lograr de esta forma una luz interior menor de 3 mm (pudiendo alcanzar hasta 1 mm de luz interior).Thus, as previously indicated, during post-processing, an internal chemical wash is carried out on the interchangeable sections to eliminate the resin residues arranged inside them, thus achieving an internal light of less than 3 mm (being able to reach up to 1 mm of interior light).
Concretamente en la fase de post-procesado se procede a realizar las siguientes etapas:Specifically, in the post-processing phase, the following stages are carried out:
- Lavado químico que permite disolver y eliminar los residuos de resina sin curar de la parte externa de los tramos intercambiables.- Chemical washing that allows to dissolve and eliminate uncured resin residues from the external part of the interchangeable sections.
- Retirada de los componentes internos (utillaje propio y necesario para la fabricación aditiva) dispuestos en el interior del tramo intercambiable mediante herramientas de corte.- Removal of the internal components (own tooling and necessary for additive manufacturing) arranged inside the interchangeable section using cutting tools.
- Lavado químico interior de los tramos intercambiables que permite disolver y eliminar los residuos de resina sin curar del interior de los tramos intercambiables.- Internal chemical washing of the interchangeable sections that allows dissolving and removing uncured resin residues from the interior of the interchangeable sections.
- Secado al aire del tramo intercambiable durante un tiempo mínimo de 30 min.- Air drying of the interchangeable section for a minimum time of 30 min.
- Curado de los tramos intercambiables por ultravioleta (UV).- Curing of the interchangeable sections by ultraviolet (UV).
- Retirada de los componentes externos (utillaje propio y necesario para la fabricación aditiva) mediante herramientas de corte. Realizar esta tarea después del curado evita deformaciones en los tramos intercambiables.- Removal of external components (own tooling and necessary for additive manufacturing) using cutting tools. Carrying out this task after curing prevents deformations in the interchangeable sections.
Por componentes internos y componentes externos debe entenderse como el utillaje propio que participa durante la fabricación aditiva para dotar de la forma deseada - tanto externa como internamente - al elemento a fabricar por la técnica SLA.By internal components and external components should be understood as the own tooling that participates during additive manufacturing to provide the desired shape - both externally and internally - to the element to be manufactured by the SLA technique.
Ventajosamente, el uso de la técnica SLA para la fabricación de los tramos intercambiables evita una elevada inversión en utillaje y materiales, lo que supone un gran beneficio asociado a la presente invención.Advantageously, the use of the SLA technique to manufacture the interchangeable sections avoids a high investment in tools and materials, which is a great benefit associated with the present invention.
Como ya se ha mencionado, la principal novedad en el post-procesado es la incorporación del lavado químico interior de los tramos intercambiables. Concretamente, se trata de un segundo lavado concentrado únicamente en el interior de los tramos intercambiables que permite disolver los restos de resina (inaccesibles por medios mecánicos) en las zonas de los tramos intercambiables con menor luz interior.As already mentioned, the main novelty in post-processing is the incorporation of the internal chemical washing of the interchangeable sections. Specifically, it is a second wash concentrated only inside the interchangeable sections that allows to dissolve the remains of resin (inaccessible by mechanical means) in the areas of the interchangeable sections with less interior light.
Este segundo lavado se realiza mediante la conexión de un circuito cerrado de recirculación de alcohol isopropílico (o disolvente similar). De forma que se impulsa el líquido de lavado (alcohol isopropílico) y se le hace circular por el interior de la red arterial generada a partir de la conexión de una pluralidad de tramos intercambiables.This second wash is carried out by connecting a closed isopropyl alcohol (or similar solvent) recirculation circuit. In this way, the washing liquid (isopropyl alcohol) is pushed and circulated inside the arterial network generated from the connection of a plurality of interchangeable sections.
El segundo lavado, genera un doble efecto: por una parte, el flujo de líquido de lavado genera una presión relativa baja (máximo aproximado de 400 kPa) en el interior del tramo intercambiable a lavar, arrastrando residuos; y, por otra, el alcohol isopropílico (o disolvente similar) disuelve químicamente los restos de resina no solidificados en el proceso de fabricación.The second wash generates a double effect: on the one hand, the flow of washing liquid generates a low relative pressure (approximate maximum of 400 kPa) inside the interchangeable section to be washed, dragging waste; and, on the other hand, isopropyl alcohol (or similar solvent) chemically dissolves the remains of resin that have not solidified in the manufacturing process.
El mencionado circuito de recirculación está compuesto por una bomba regulable sumergible de baja potencia (entre 8 y 12 w), un depósito, conectores de cierre hermético y el líquido de lavado o disolvente (alcohol isopropílico o similar). Es importante controlar el tiempo de contacto del tramo intercambiable con el disolvente para no degradar el material, por lo que se recomienda un tiempo máximo de contacto de 10 minutos.The aforementioned recirculation circuit is made up of a low power submersible adjustable pump (between 8 and 12 w), a tank, hermetic sealing connectors and the washing liquid or solvent (isopropyl alcohol or similar). It is important to control the contact time of the interchangeable section with the solvent so as not to degrade the material, so a maximum contact time of 10 minutes is recommended.
Así, la etapa del lavado químico interior permite la personalización del sistema modular para la simulación vascular de una red arterial, tal como una red arterial cerebral.Thus, the internal chemical flushing step allows customization of the modular system for vascular simulation of an arterial network, such as a cerebral arterial network.
Ventajosamente, la posibilidad de utilizar el sistema modular de la presente invención aporta un valor significativo a destacar en la planificación quirúrgica avanzada, especialmente en el ámbito neuroradiológico, ya que permite analizar casos clínicos complejos para crear biomodelos 3D a partir de técnicas de imagen médica del propio paciente.Advantageously, the possibility of using the modular system of the present invention provides significant value to highlight in advanced surgical planning, especially in the neuroradiological field, since it allows analyzing complex clinical cases to create 3D biomodels from medical imaging techniques of the patient. own patient.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that will follow and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to an example Preferred practical realization of the same, is attached as an integral part of said description, a set of plans where the following has been represented for illustrative and non-limiting purposes:
La figura 1.- Muestra una representación en explosión de los elementos que forman el sistema modular de tramos intercambiables para simulación vascular de acuerdo a una realización preferente del objeto de la presente invención.Figure 1.- Shows an exploded representation of the elements that make up the modular system of interchangeable sections for vascular simulation according to a preferred embodiment of the object of the present invention.
La figura 2.- Muestra una representación en perspectiva del sistema modular montado conforme a la realización preferente representada en la figura anterior.Figure 2.- Shows a perspective representation of the assembled modular system according to the preferred embodiment represented in the previous figure.
La figura 3.- Muestra una vista superior del sistema modular de la invención representado en la figura 2.Figure 3.- Shows a top view of the modular system of the invention represented in figure 2.
La figura 4.- Muestra una vista lateral del sistema modular de la invención representado en la figura 2.Figure 4.- Shows a side view of the modular system of the invention represented in figure 2.
La figura 5.- Muestra una vista en detalle de la unión entre los extremos de dos tramos intercambiables del sistema modular representado en las figuras anteriores.Figure 5.- Shows a detailed view of the connection between the ends of two interchangeable sections of the modular system represented in the previous figures.
La figura 6 -. Muestra una representación de un cuerpo humano donde se indica una región para su simulación vascular empleando el sistema modular de tramos intercambiables de la presente invención.Figure 6 -. It shows a representation of a human body where a region is indicated for its vascular simulation using the modular system of interchangeable sections of the present invention.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
A la vista de las figuras reseñadas 1,2, 3 y 4, se observa que el sistema modular de tramos intercambiables de la invención en una realización preferente incluye una base (1) y una red arterial integrada por una pluralidad de tramos intercambiables (3) que simula la anatomía vascular real.In view of the outlined figures 1, 2, 3 and 4, it can be seen that the modular system of interchangeable sections of the invention in a preferred embodiment includes a base (1) and an arterial network made up of a plurality of interchangeable sections (3 ) that simulates real vascular anatomy.
Así, en la realización preferente de la invención ilustrada en las figuras reseñadas, el sistema modular se integra por los siguientes elementos: Thus, in the preferred embodiment of the invention illustrated in the figures outlined, the modular system is made up of the following elements:
- una base (1) formada por un cuerpo laminar provisto de orificios (2), donde la base (1) se integra por un material rígido y translúcido,- a base (1) formed by a laminar body provided with holes (2), where the base (1) is made of a rigid and translucent material,
- una pluralidad de tramos intercambiables (3), donde cada tramo intercambiable (3) se integra por un material trasparente y radiolúcido, estando provisto en sus extremos de medios (4) de acoplamiento por machihembrado y donde cada tramo intercambiable (3) presenta una luz interior menor de 3 mm,- a plurality of interchangeable sections (3), where each interchangeable section (3) is made up of a transparent and radiolucent material, being provided at its ends with coupling means (4) by tongue and groove and where each interchangeable section (3) has a interior light less than 3 mm,
- unos soportes (5) que presentan en uno de sus extremos unos medios de unión (5’), - al menos, un tapón (6) integrado preferentemente por el mismo material que integra los tramos intercambiables,- Supports (5) that have joining means (5') at one of their ends, - At least one plug (6) preferably made of the same material that makes up the interchangeable sections,
- al menos, un tapón de entrada (7) integrado preferentemente por el mismo material que integra los tramos intercambiables, y provisto de una porción de material flexible para la inserción de un catéter,- at least one inlet plug (7) preferably made of the same material that makes up the interchangeable sections, and provided with a portion of flexible material for the insertion of a catheter,
- una pluralidad de juntas tóricas (8) para garantizar la estanqueidad del conjunto, - un fluido para el rellenado de los tramos intercambiables (3),- a plurality of O-rings (8) to guarantee the tightness of the assembly, - a fluid for filling the interchangeable sections (3),
Así, la base (1) ofrece soporte a los tramos intercambiables (3) y estabilidad al conjunto, mientras que los tramos intercambiables (3) se acoplan en los medios de unión (5’) del soporte (5) por presión.Thus, the base (1) offers support to the interchangeable sections (3) and stability to the assembly, while the interchangeable sections (3) are coupled to the joining means (5') of the support (5) by pressure.
Por otro lado, el extremo libre (5’’) de cada soporte (5) se inserta en un orificio (2) de la base (1), de forma que cada tramo intercambiable (3) se acopla a un tramo intercambiable (3) adyacente por machihembrado - tal como se observa en la figura 5 - y empleando una junta tórica (8) para la formación de una red arterial. Así, los tramos intercambiables (3) que integran la red arterial del sistema modular quedan unidos entre sí mediante uniones rápidas y registrables.On the other hand, the free end (5'') of each support (5) is inserted into a hole (2) of the base (1), so that each interchangeable section (3) is coupled to an interchangeable section (3 ) adjacent by tongue and groove - as seen in figure 5 - and using an O-ring (8) to form an arterial network. Thus, the interchangeable sections (3) that make up the arterial network of the modular system are joined together by quick and recordable joints.
Una vez unidos los tramos intercambiables (3), el sistema modular cuenta con dos tipos de terminaciones: tapones (6) y tapones de entrada (7), que se unen, al igual que los tramos intercambiables (3), mediante una junta tórica (8). Preferentemente, el tapón de entrada (7) está provisto de una válvula antirretorno.Once the interchangeable sections (3) are joined, the modular system has two types of terminations: plugs (6) and inlet plugs (7), which are joined, like the interchangeable sections (3), by means of an O-ring. (8). Preferably, the inlet plug (7) is provided with a non-return valve.
De esta manera, al menos, uno de los tramos intercambiables (3) del sistema modular presenta una terminación la cual está provista del tapón de entrada (7) y precisamente, a través de la porción de material flexible que presenta dicho tapón de entrada (7) se rellenan los tramos intercambiables (3) de fluido para la simulación vascular. Mientras que el extremo opuesto del sistema modular presenta una terminación libre de un tramo intercambiable (3) sobre la que se dispone un tapón (6).In this way, at least one of the interchangeable sections (3) of the modular system has a termination which is provided with the inlet plug (7) and precisely, through the portion of flexible material that said inlet plug has ( 7) are stuffed the interchangeable sections (3) of fluid for vascular simulation. While the opposite end of the modular system presents a free termination of an interchangeable section (3) on which a stopper (6) is placed.
Preferentemente, el sistema modular de la invención está provisto de una bomba para generar la circulación del fluido a través de los tramos intercambiables (3). El bombeo generado por la bomba permite la simulación de circulación de sangre por las arterias, o lo que es lo mismo, por los tramos intercambiables (3).Preferably, the modular system of the invention is provided with a pump to generate the circulation of the fluid through the interchangeable sections (3). The pumping generated by the pump allows the simulation of blood circulation through the arteries, or what is the same, through the interchangeable sections (3).
Ventajosamente, la red arterial se compone de tramos intercambiables (3) que representan arterias sanas y, opcionalmente, de tramos intercambiables (3) con deformaciones (10) que representan arterias con patologías. De esta forma, los tramos intercambiables (3) se integran por un material rígido, mientras que algunos de los tramos intercambiables (3) son conducciones que se integran por un material flexible, de forma que su superficie presenta deformaciones (10).Advantageously, the arterial network is made up of interchangeable sections (3) that represent healthy arteries and, optionally, of interchangeable sections (3) with deformations (10) that represent arteries with pathologies. In this way, the interchangeable sections (3) are made up of a rigid material, while some of the interchangeable sections (3) are pipes made up of a flexible material, so that their surface presents deformations (10).
Así, el tapón (6) y el tapón de entrada (7) se integran por el mismo material que está integrado el tramo intercambiable (3) sobre el que se introducen. Es decir, cuando el tramo intercambiable (3) sobre el que se debe colocar el tapón (6) se integra por un material flexible, el tapón (6) se integrará por material flexible, mientras que si el tramo intercambiable (3) sobre el que se introduce el tapón (6) se integra por un material rígido, dicho tapón (6) estará integrado por un material rígido.Thus, the plug (6) and the inlet plug (7) are made of the same material as the interchangeable section (3) on which they are inserted. That is to say, when the interchangeable section (3) on which the plug (6) must be placed is made of a flexible material, the plug (6) will be made of flexible material, whereas if the interchangeable section (3) on the that the plug (6) is made of a rigid material is inserted, said plug (6) will be made of a rigid material.
Preferentemente, los tramos intercambiables (3) presentan una longitud de entre 5 y 20 cm y un espesor de entre 0,5 y 2 mm.Preferably, the interchangeable sections (3) have a length of between 5 and 20 cm and a thickness of between 0.5 and 2 mm.
Opcionalmente, sobre superficie de la base (1), se encuentra adherido un código preferentemente un código de identificación (9), por ejemplo, un código QR o similar, que actúa de marcador en un sistema de realidad aumentada.Optionally, on the surface of the base (1), a code is attached, preferably an identification code (9), for example, a QR code or the like, which acts as a marker in an augmented reality system.
Por otra parte, tal como queda representado en las figuras 1 y 2, los extremos de la base (1) están provistos opcionalmente de unos elementos de unión (12) que permiten su empalme a una base (1) adyacente. De esta forma, en cada base (1) se simula un módulo (cabeza, tórax, pierna, etc.) el cual se empalma a una base (1) adyacente que simula otro módulo hasta poder construir un cuerpo entero. En este sentido, por ejemplo, el módulo (11) representado en la figura 6 selecciona un módulo de un brazo para la representación de la red arterial.On the other hand, as shown in figures 1 and 2, the ends of the base (1) are optionally provided with connection elements (12) that allow it to be connected to an adjacent base (1). In this way, in each base (1) a module is simulated (head, thorax, leg, etc.) which is spliced to an adjacent base (1) that simulates another module. until you can build a whole body. In this sense, for example, the module (11) represented in figure 6 selects a module of one arm for the representation of the arterial network.
Como se ha descrito anteriormente, el dispositivo está preparado para obtenerse mediante fabricación aditiva, con capacidad de personalización y producción en entorno industrial, según los requerimientos del proyecto.As previously described, the device is prepared to be obtained by additive manufacturing, with the capacity for customization and production in an industrial environment, according to the project requirements.
Por todo lo anterior, el procedimiento de fabricación de los tramos intercambiables (3) que participan en el sistema modular objeto de la presente invención se realiza de la siguiente forma:For all of the above, the manufacturing procedure for the interchangeable sections (3) that participate in the modular system object of the present invention is carried out as follows:
- Obtención de un tramo intercambiable (3) mediante una tecnología de fabricación aditiva de estereolitografía (SLA) y el empleo de resinas de altas prestaciones de forma que el tramo intercambiable (3) obtenido está unido a, al menos, un componente interno y un componente externo que definen la forma del tramo intercambiable (3). A modo de ejemplo, debemos citar como resina de altas prestaciones aquellas de características similares a un polipropileno (PP) cuando el tramo intercambiable (3) se integra por un material rígido, siendo un elastómero termoplástico (TPE) cuando el tramo intercambiable (3) se integra por un material flexible.- Obtaining an interchangeable section (3) by means of additive manufacturing technology of stereolithography (SLA) and the use of high-performance resins so that the interchangeable section (3) obtained is attached to at least one internal component and a external component that defines the shape of the interchangeable section (3). By way of example, we must cite as high-performance resin those with characteristics similar to polypropylene (PP) when the interchangeable section (3) is made up of a rigid material, being a thermoplastic elastomer (TPE) when the interchangeable section (3) It is integrated by a flexible material.
- Lavado químico del tramo intercambiable (3) en un tanque con alcohol isopropílico con una concentración menor del 90% durante un tiempo máximo de 10 minutos. - Retirada del componente interno dispuesto en el interior del tramo intercambiable (3) mediante herramientas de corte.- Chemical washing of the interchangeable section (3) in a tank with isopropyl alcohol with a concentration of less than 90% for a maximum time of 10 minutes. - Removal of the internal component arranged inside the interchangeable section (3) using cutting tools.
- Lavado químico mediante la circulación de alcohol isopropílico por el interior del tramo intercambiable (3) durante un tiempo máximo de 10 minutos, de forma que preferentemente se genera una presión máxima en el interior del tramo intercambiable (3) de 400 kPa.- Chemical washing by circulating isopropyl alcohol inside the interchangeable section (3) for a maximum time of 10 minutes, so that preferably a maximum pressure is generated inside the interchangeable section (3) of 400 kPa.
- Secado al aire del tramo intercambiable (3) durante, al menos, 30 minutos.- Air dry the interchangeable section (3) for at least 30 minutes.
- Curado del tramo intercambiable (3) por UV.- Curing of the interchangeable section (3) by UV.
- Retirada del componente externo del tramo intercambiable (3) mediante herramientas de corte. - Removal of the external component of the interchangeable section (3) using cutting tools.
Finalmente, cabe señalar que preferentemente el curado del tramo intercambiable (3) tiene lugar durante, al menos 20, minutos a 60°C si el material del tramo intercambiable (3) es rígido. Sin embargo, cuando el material del tramo intercambiable (3) es flexible, su curado tiene lugar durante, al menos, 15 minutos a una temperatura de 60°C. Finally, it should be noted that preferably the curing of the interchangeable section (3) takes place for at least 20 minutes at 60°C if the material of the interchangeable section (3) is rigid. However, when the material of the interchangeable section (3) is flexible, its curing takes place for at least 15 minutes at a temperature of 60°C.
Claims (3)
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Also Published As
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
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