ES2903023B2 - ADAPTIVE ORTHOSES FOR THE TREATMENT OF INJURIES IN THE LOCOMOTOR APPARATUS AND MANUFACTURING PROCEDURE - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Ortesis adaptativa para el tratamiento de lesiones en el aparato locomotor y procedimiento de fabricaciónAdaptive orthosis for the treatment of injuries in the musculoskeletal system and manufacturing procedure
Sector de la técnicaTechnical sector
La presente invención se refiere a una órtesis adaptativa para la inmovilización y estabilización de lesiones en el aparato locomotor, en dos dimensiones que mediante la técnica del termo conformado moldea la tercera dimensión sobre la anatomía del paciente. Esta órtesis, obtenida mediante impresión 3D, en material biocompatible y termo conformable, permite la inmovilización de la zona del cuerpo afectada durante un periodo de tiempo determinado para favorecer la consolidación de la lesión.The present invention refers to an adaptive orthosis for the immobilization and stabilization of injuries in the musculoskeletal system, in two dimensions that, through the thermoforming technique, shapes the third dimension on the patient's anatomy. This orthosis, obtained by 3D printing, in biocompatible and thermo-formable material, allows the immobilization of the affected body area for a certain period of time to favor the consolidation of the injury.
Esta invención también incluye un procedimiento para la fabricación de la órtesis en cuestión y en concreto de un procedimiento para la adquisición de las medidas antropométricas clásicas, en función de la patología a inmovilizar del paciente, y la obtención del diseño y talla de la órtesis adaptativa para la inmovilización de la lesión.This invention also includes a procedure for the manufacture of the orthosis in question and specifically a procedure for the acquisition of classical anthropometric measurements, depending on the pathology to immobilize the patient, and obtaining the design and size of the adaptive orthosis. for immobilization of the injury.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Algunos ejemplos de patologías en los que son necesarios estos procedimientos o dispositivos de inmovilización/estabilización son:Some examples of pathologies in which these procedures or immobilization/stabilization devices are necessary are:
- Fracturas y pseudoartrosis.- Fractures and pseudarthrosis.
- Lesiones musculares, tendinosas, articulares y capsulo ligamentosa.- Muscle, tendon, joint and ligamentous capsulo lesions.
- Infecciones.- Infections.
- Estados postquirúrgicos.- Post-surgical states.
- Deformidades.- Deformities.
- Artrodesis o fusiones articulares.- Arthrodesis or joint fusions.
- Enfermedades neuromusculares.- Neuromuscular diseases.
- Protección post-traumática.- Post-traumatic protection.
Durante el transcurso del tratamiento de algunas de las mencionadas afecciones, las necesidades de inmovilización pueden variar a lo largo del tiempo. Por lo tanto, las características, en cuanto a forma y tamaño, de los distintos dispositivos o procedimientos, pueden variar, en cada fase, con el fin de cubrir las necesidades requeridas para cada paciente a fin de conseguir el objetivo u objetivos principales de la inmovilización. Esto es, mantener la estabilidad y mejorar la funcionalidad de la zona afectada. During the course of treatment for some of the above conditions, immobilization needs may vary over time. Therefore, the characteristics, in terms of shape and size, of the different devices or procedures, can vary, in each phase, in order to cover the needs required for each patient in order to achieve the main objective or objectives of the treatment. immobilization. That is, maintain stability and improve the functionality of the affected area.
Actualmente, en el tratamiento de las afecciones del aparato locomotor, son utilizados diferentes procedimientos y dispositivos para conseguir la inmovilización/estabilización de una zona anatómica del cuerpo durante un periodo de tiempo determinado que permitan, a su vez, mantener una óptima capacidad funcional. Cabe señalar los siguientes:Currently, in the treatment of conditions of the locomotor system, different procedures and devices are used to achieve the immobilization/stabilization of an anatomical area of the body for a certain period of time that, in turn, allow maintaining optimal functional capacity. The following should be noted:
- Vendaje enyesado (mineral o sintético) que podrá ser un yeso cerrado que envuelve a la extremidad lesionada por completo y que el cirujano aplica moldeándola alrededor de esta para mejorar la estabilidad y el confort del paciente.- Cast bandage (mineral or synthetic) that may be a closed cast that completely wraps the injured extremity and that the surgeon applies by molding it around it to improve the stability and comfort of the patient.
- En otras ocasiones será preferible la aplicación de férulas que consisten en adaptar un yeso moldeado sobre solo una de las caras de la extremidad y fijada a este con vendaje elástico que rodea el miembro manteniendo el yeso pegado a la extremidad. Permitiendo, de esta manera, una inmovilización no constreñida que se adapta a los posibles cambios en el volumen de la extremidad lesionada. La aplicación de estas férulas se suele realizar siguiendo los planos anatómicos clásicos de las extremidades generalmente designados como: Posterior-Anterior o bien Volar/Palmar-Dorsal.- On other occasions, it will be preferable to apply splints that consist of adapting a molded cast on only one of the faces of the limb and fixed to it with an elastic bandage that surrounds the limb, keeping the plaster attached to the limb. Allowing, in this way, a non-constrained immobilization that adapts to possible changes in the volume of the injured extremity. The application of these splints is usually carried out following the classic anatomical planes of the extremities, generally designated as: Posterior-Anterior or Volar/Palmar-Dorsal.
- Órtesis o dispositivos externos aplicados al cuerpo de las que existen distintos tipos según su función y/o procedimiento de diseño y/o fabricación:- Orthosis or external devices applied to the body of which there are different types depending on their function and/or design and/or manufacturing procedure:
• Órtesis fabricadas en serie de diferentes tamaños, formas y materiales que se fijan a la extremidad, mediante cierres de velcro, cremalleras u otros tipos de cierres mecánicos. Dentro de este grupo encontramos diferentes propuestas de sistemas modulares que permiten cambios en el tamaño y forma del dispositivo con el fin de adaptarse a cada fase de la inmovilización.• Mass-produced orthoses of different sizes, shapes, and materials that are fixed to the limb by means of velcro fasteners, zippers, or other types of mechanical fasteners. Within this group we find different proposals for modular systems that allow changes in the size and shape of the device in order to adapt to each phase of immobilization.
• Órtesis realizadas a medida, creadas a partir de moldes físicos reales del segmento del paciente a tratar que se caracterizan por su comodidad y la estabilidad que deriva de una adaptación perfecta a la superficie anatómica. • Órtesis realizadas a medida mediante fabricación aditiva. Con el advenimiento y difusión de los métodos de escaneado e impresión 3d, se han popularizado diversas técnicas o procedimientos para el diseño y fabricación de órtesis realizadas a medida; en todas ellas encontramos unos factores en común: (i) el escaneado de la extremidad mediante un escáner 3d y (ii) el diseño y construcción del dispositivo de inmovilización a partir del modelo generado utilizando diversos procedimientos automatizados mediante el empleo de software (iii) impresión del modelo virtual mediante fabricación aditiva con un sistema de impresión 3d.• Orthoses made to measure, created from real physical molds of the segment of the patient to be treated, characterized by their comfort and stability derived from a perfect adaptation to the anatomical surface. • Orthoses made to measure through additive manufacturing. With the advent and diffusion of 3D scanning and printing methods, various techniques or procedures for the design and manufacture of custom-made orthoses have become popular; In all of them we find some factors in common: (i) the scanning of the extremity by means of a 3D scanner and (ii) the design and construction of the immobilization device from the model generated using various automated procedures through the use of software (iii) printing of the virtual model by additive manufacturing with a 3d printing system.
Estas soluciones o sistemas anteriores presentan una serie de ventajas e inconvenientes en comparación con los demás.These previous solutions or systems present a series of advantages and disadvantages in comparison with the others.
Así en el caso de las órtesis fabricadas en serie que, si bien existen algunas propuestas de sistemas modulares que se adaptan a las necesidades del tratamiento continuado de una afección permitiendo cambios en su estructura para adaptarse a las necesidades de cada fase, el resto, son fabricadas o aplicadas "en serie" para cubrir las necesidades de ese momento, requiriendo, para otra fase del tratamiento, un cambio a otro dispositivo o procedimiento de inmovilización/estabilización. Además, este tipo de órtesis en serie van encaminadas al tratamiento de procesos más largos que están compuestos de varios estadios terapéuticos durante los cuales se requieren diferentes grados o tipos de inmovilización.Thus, in the case of mass-produced orthoses, although there are some proposals for modular systems that adapt to the needs of the continued treatment of a condition, allowing changes in its structure to adapt to the needs of each phase, the rest are manufactured or applied "in series" to cover the needs of that moment, requiring, for another phase of the treatment, a change to another device or immobilization/stabilization procedure. In addition, this type of serial orthosis is aimed at treating longer processes that are made up of several therapeutic stages during which different degrees or types of immobilization are required.
Entonces, se requiere, mediante la técnica de la fabricación aditiva y la transformación digital en el que se encuentra inmerso el sector de la ortopedia y de la traumatología, diseñar un sistema de órtesis sencillo, en cuanto su diseño, construcción y adaptación. Además, que sea un sistema de diseño y fabricación de órtesis económico, que reduzca los tiempos de producción y costes de los antedichos, sin que ello afecte a las características funcionales de la órtesis, a su adaptabilidad, y al confort del paciente. Igualmente se requiere un sistema que otorgue garantía, viabilidad y seguridad al paciente y en el que el médico especialista y el técnico ortopeda estén involucrados desde el momento inicial de la prescripción de la órtesis adecuada, su diseño y construcción hasta su adaptación para la inmovilización de la zona a tratar.So, through the additive manufacturing technique and the digital transformation in which the orthopedics and traumatology sector is immersed, it is necessary to design a simple orthosis system, in terms of its design, construction and adaptation. In addition, it is an economic orthosis design and manufacturing system that reduces production times and costs of the aforementioned, without affecting the functional characteristics of the orthosis, its adaptability, and patient comfort. Likewise, a system is required that grants guarantee, viability and safety to the patient and in which the specialist doctor and the orthopedic technician are involved from the initial moment of the prescription of the appropriate orthosis, its design and construction until its adaptation for the immobilization of the area to treat.
Estos son los objetivos que la invención se propone a partir del estado de la técnica mencionado al principio, esto es, una órtesis adaptativa para la inmovilización de una zona anatómica del cuerpo, diseñada y construida en dos dimensiones que, mediante la técnica del termo conformado y la aplicación de calor, moldear la tercera dimensión sobre la anatomía del paciente a tratar de forma cuasi milimétrica.These are the objectives that the invention proposes from the state of the art mentioned at the beginning, that is, an adaptive orthosis for the immobilization of an anatomical area of the body, designed and built in two dimensions that, through the thermoforming technique and the application of heat, mold the third dimension on the anatomy of the patient to be treated in a quasi-millimetric way.
Explicación de la invenciónExplanation of the invention
La órtesis objeto de la presente invención presenta las características constructivas idóneas necesarias para inmovilizar una zona anatómica del cuerpo del paciente durante un período de tiempo determinado y mantener la alineación de los segmentos óseos afectados por un traumatismo a fin de favorecer la consolidación de la lesión. Este sistema de órtesis adaptativa ha sido diseñado para realizar su producción mediante la técnica de fabricación aditiva, en un sistema de impresoras 3D, mediante material termo conformable, favoreciendo mediante la aplicación de calor la generación de la tercera dimensión y, por tanto, su adaptación cuasi milimétrica a la anatomía del paciente.The orthosis object of the present invention presents the constructive characteristics necessary to immobilize an anatomical area of the patient's body for a certain period of time and maintain the alignment of the bone segments affected by trauma in order to promote the consolidation of the injury. This adaptive orthosis system has been designed to be produced using the additive manufacturing technique, in a 3D printer system, using thermoformable material, favoring the generation of the third dimension and, therefore, its adaptation through the application of heat. to the millimeter to the patient's anatomy.
Este sistema de órtesis está constituido, al menos, por una pieza o módulo con forma (plana), en dos dimensiones que, mediante la aplicación de calor, permite generar el relieve en negativo, del segmento a tratar, constituida como una malla horadada de un grosor de 2 a 5 mm.This orthosis system is constituted, at least, by a piece or module with a (flat) shape, in two dimensions that, through the application of heat, allows generating the negative relief of the segment to be treated, constituted as a perforated mesh of a thickness of 2 to 5 mm.
Otro de los objetivos de la invención es realizar la tercera dimensión a fin de que los nervios y huecos insertados en el diseño se asemejen los ligamentos y tendones externos. La órtesis también permitirá una transpirabilidad mejor, mejorando el estado de inmovilización y las necesidades de tratamiento requeridas para la evolución de la patología.Another of the objectives of the invention is to make the third dimension so that the ribs and holes inserted in the design resemble the external ligaments and tendons. The orthosis will also allow better breathability, improving the state of immobilization and the treatment needs required for the evolution of the pathology.
En la invención se ha previsto un diseño de órtesis adaptativa versátil, por tallas, para cuyo diseño y construcción se utilizan los criterios de la terapia continuada a partir de las medidas antropométricas de los pacientes, cuyo objetivo es permitir el acople cuasi milimétrico a la anatomía, asemejándose los nervios, grosores y huecos de la órtesis a los que se presentan en el cuerpo anatómico del paciente "nervios y tendones" creando así una inmovilización a semejanza a la del cuerpo humano.In the invention, a versatile adaptive orthosis design has been provided, by size, for whose design and construction the criteria of continued therapy are used based on the anthropometric measurements of the patients, whose objective is to allow quasi-millimeter coupling to the anatomy. , resembling the nerves, thicknesses and holes of the orthosis to those that appear in the anatomical body of the patient "nerves and tendons" thus creating an immobilization similar to that of the human body.
Otro de los objetivos de la invención es el estudio en el diseño de la órtesis adaptativa en función del tratamiento continuado de la patología. En la invención, por tanto, se ha previsto que el diseño original permita cortes longitudinales al eje del segmento a tratar. Cortes que dividirán, en dos piezas complementarias, rodeando el segmento, y respetando las áreas anatómicas requeridas para el tratamiento de la patología específica. Permitiendo, así la órtesis la necesidad de una nueva pieza anteriorposterior o bien externo-interno. Another of the objectives of the invention is the study in the design of the adaptive orthosis based on the continued treatment of the pathology. In the invention, therefore, it has been foreseen that the original design allows longitudinal cuts to the axis of the segment to be treated. Cuts that will divide, in two complementary pieces, surrounding the segment, and respecting the anatomical areas required for the treatment of the specific pathology. Thus allowing the orthosis the need for a new anterior-posterior or external-internal part.
Otro de los objetivos de la invención es que la utilización de este tipo de corte, para diseñar el sistema modular, se realiza respetando las áreas anatómicas clásicas de tratamiento pudiendo utilizarse el dispositivo, con el diseño original, o aplicando cortes, para permitir una mejor movilidad en una zona, cuando las necesidades del tratamiento continuado lo requieran y la inmovilización o estabilización de la zona afectada requieran, en un momento determinado, de movilidad o movimiento.Another of the objectives of the invention is that the use of this type of cut, to design the modular system, is carried out respecting the classic anatomical areas of treatment, being able to use the device, with the original design, or applying cuts, to allow a better mobility in an area, when the needs of continued treatment require it and the immobilization or stabilization of the affected area require, at a given moment, mobility or movement.
Estos cortes se efectuarán teniendo en cuenta la movilidad articular que se requiera para el tratamiento de la patología específica, permitiendo la liberación de las articulaciones cercanas al área lesionada durante el proceso de tratamiento y, por tanto, disminuyendo el área inmovilizada en función de los requerimientos de la fase terapéutica.These cuts will be made taking into account the joint mobility that is required for the treatment of the specific pathology, allowing the release of the joints close to the injured area during the treatment process and, therefore, reducing the immobilized area depending on the requirements. of the therapeutic phase.
El diseño de la órtesis adaptativa, cuyos cortes longitudinales o transversales se han comentado, se ha realizado con el diseño de nervios y con formas orgánicas y naturales del paciente, así como zonas huecas. Dicho diseño se ha realizado en función de la patología y de la anatomía, según estudios antropométricos, para permitir una adaptabilidad cuasi milimétrica, simulando al sistema musculo-esquelético del cuerpo humano.The design of the adaptive orthosis, whose longitudinal or transversal cuts have been commented, has been carried out with the design of nerves and with organic and natural shapes of the patient, as well as hollow areas. Said design has been carried out based on the pathology and anatomy, according to anthropometric studies, to allow quasi-millimeter adaptability, simulating the musculoskeletal system of the human body.
Otro de los objetivos de la invención es la presencia en la órtesis de un área reticular en el diseño reservada para una mejor transpirabilidad de la piel y de la evolución de la patología que no contemplan los sistemas y órtesis habituales, y el empleo para su fabricación de un material termo conformable para permitir, mediante la aplicación de calor, una adaptabilidad cuasi milimétrica de la anatomía y patología del paciente.Another of the objectives of the invention is the presence in the orthosis of a reticular area in the design reserved for better breathability of the skin and the evolution of the pathology that is not contemplated by the usual systems and orthoses, and the use for its manufacture. of a thermoformable material to allow, through the application of heat, a quasi-millimeter adaptability of the patient's anatomy and pathology.
Igualmente, otro de los objetivos de la invención es permitir la variabilidad del tamaño de la órtesis según la evolución del edema de la zona a tratar, al permitir la invención variar su dimensión con calor y así evolucionar en función del estado del edema en el paciente.Likewise, another of the objectives of the invention is to allow the variability of the size of the orthosis according to the evolution of the edema in the area to be treated, by allowing the invention to vary its dimension with heat and thus evolve depending on the state of the edema in the patient. .
Adicionalmente, otro de los objetivos de la invención es dotar a la órtesis de unos mecanismos idóneos para inmovilizar la pieza del dispositivo en la posición de uso adecuada y prescrita por el médico especialista, y que puede comprender la sujeción de la órtesis al segmento a inmovilizar, con el propio diseño de la férula o mediante el empleo de cinchas, veleros o tiras de "kinesio", permitiendo así la mejor adaptabilidad durante el periodo de inmovilización.Additionally, another of the objectives of the invention is to provide the orthosis with suitable mechanisms to immobilize the part of the device in the proper position of use and prescribed by the specialist doctor, and which may include fastening the orthosis to the segment to be immobilized. , with the design of the splint itself or through the use of straps, sailboats or "kinesio" strips, thus allowing the best adaptability during the immobilization period.
Igualmente, otro de los objetivos de la invención es dotar a la órtesis de un revestimiento interno de las piezas o elementos que lo componen favoreciendo el mayor confort del paciente. El revestimiento, por tanto, será de un material acolchado, hipo alergénico y posiblemente hidrófobo, tipo "Goma-Eva". Este revestimiento presentará un mallado idéntico al del dispositivo que reviste y se unirá a la cara interna de la pieza mediante adhesivo. El grosor será variable adaptándose a las necesidades terapéuticas, y se podrá cambiar el grosor a lo largo del curso del tratamiento. Cuando sea necesario este revestimiento podrá ser eliminado, ya con carácter definitivo y/o temporal, porque así lo requiera el tratamiento de la patología. Cabe mencionar que en esta invención también se incluye un procedimiento para la fabricación de la órtesis adaptativa mencionada anteriormente que comprende un procedimiento para la adquisición de las medidas antropométricas clásicas, en función de la patología a inmovilizar del paciente en cuestión, y el acoplamiento de la misma a la zona a tratar. El citado procedimiento consiste en:Likewise, another of the objectives of the invention is to provide the orthosis with an internal lining of the parts or elements that compose it, favoring greater comfort for the patient. The lining, therefore, will be made of a padded, hypoallergenic and possibly hydrophobic material, type "Goma-Eva". This coating will have a mesh identical to that of the device it covers and will be attached to the internal face of the piece by means of adhesive. The thickness will be variable, adapting to therapeutic needs, and the thickness can be changed throughout the course of treatment. When necessary, this coating can be removed, either definitively and/or temporarily, because the treatment of the pathology requires it. It is worth mentioning that this invention also includes a procedure for the manufacture of the aforementioned adaptive orthosis that includes a procedure for the acquisition of classical anthropometric measurements, depending on the pathology to immobilize the patient in question, and the coupling of the same to the area to be treated. The aforementioned procedure consists of:
- La adquisición de datos antropométricos del paciente mediante un sistema informático específico implementado en un hardware apropiado.- The acquisition of anthropometric data of the patient through a specific computer system implemented in appropriate hardware.
- La incorporación en el sistema informático de los datos del miembro o zona a tratar afectada del paciente, el cual mostrará, en función de las medidas escritas, la talla de la órtesis adaptativa y el diseño virtual idóneo de la misma. - La recreación en pantalla del modelo virtual del sistema adaptativo de la órtesis mediante un software que automatizará los procesos de diseño y mostrará el resultado final con carácter previo a su envío a un sistema de impresión.- The incorporation into the computer system of the data of the patient's affected limb or area to be treated, which will show, based on the written measurements, the size of the adaptive orthosis and its ideal virtual design. - The on-screen recreation of the virtual model of the adaptive system of the orthosis by means of software that will automate the design processes and show the final result prior to sending it to a printing system.
- La impresión en 3D de la órtesis adaptativa generada en material termo conformable.- 3D printing of the adaptive orthosis generated in thermoformable material.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, en las figuras se representan ejemplos de realización de la invención. Éstas se muestran, con carácter ilustrativo y no limitativo: To complement the description that is being made, and with the aim of helping a better understanding of the characteristics of the invention, examples of embodiments of the invention are shown in the figures. These are shown, with an illustrative and non-limiting nature:
La figura 1 muestra una visión en planta del sistema, consistente en la inmovilización mono articular de la primera falange, para el tratamiento de patologías tendinosas como la rizartrosis.Figure 1 shows a plan view of the system, consisting of mono-articular immobilization of the first phalanx, for the treatment of tendon pathologies such as rhizarthrosis.
1a . Hueco para cinchas, velcros o tiras de kinesio.1a . Hollow for straps, velcro or kinesio straps.
1b . Ranuras para una mejor transpirabilidad y adaptabilidad.1 B . Grooves for better breathability and adaptability.
1c . Nervios de mayor grosor que simularía un sistema musculo-esquelético de la órtesis sobre la patología a inmovilizar.1 C . Thicker nerves that would simulate a musculoskeletal system of the orthosis on the pathology to be immobilized.
La figura 2 muestra una vista en axial del sistema consistente en un sistema modular modo inmovilización mono articular. En este ejemplo es una órtesis para lesiones del primer metacarpo, donde en un estado inicial se requiere de inmovilización tanto de las falanges como de la articulación distal (muñeca).Figure 2 shows an axial view of the system consisting of a modular system for single-joint immobilization. In this example, it is an orthosis for injuries to the first metacarpal, where in an initial state immobilization of both the phalanges and the distal joint (wrist) is required.
2a. Inmovilización del primer meta, con sus falanges al completo.2a. Immobilization of the first goal, with his phalanges in full.
2b. Zona de la férula ha sido termo conformada y ha dejado huecos para una mejor transpirabilidad e higiene.2b. The splint area has been thermoformed and has left holes for better breathability and hygiene.
2c. Zona de la férula cuyos nervios han permitido una adaptabilidad cuasi milimétrica en el paciente y lo han protegido como si un exoesqueleto.2 C. Splint area whose nerves have allowed almost millimeter adaptability in the patient and have protected him as if an exoskeleton.
La figura 3 muestra una vista en planta del sistema consistente en un sistema modular modo inmovilización poli articular. En este ejemplo es una órtesis para lesiones de los metacarpos, donde en un estado inicial se requiere de inmovilización tanto de las falanges como de la articulación distal (muñeca), como del antebrazo.Figure 3 shows a plan view of the system consisting of a modular multi-joint immobilization system. In this example, it is an orthosis for injuries to the metacarpals, where in an initial state immobilization of both the phalanges and the distal joint (wrist), as well as the forearm, is required.
3a. Zona de inmovilización palmar, comprendidas por la cota f, la cual podrá ser eliminada cuando el facultativo especifique la movilidad de los dedos.3rd Palmar immobilization zone, included by level f, which may be eliminated when the physician specifies the mobility of the fingers.
3b. Zona punteada de la férula, la cual permite acoplar en función de la medida del contorno de los metacarpos, la férula mediante la técnica del termo conformado.3b. Dotted area of the splint, which allows the splint to be attached based on the measurement of the contour of the metacarpals, using the thermoforming technique.
3c. Pieza posterior que conforman el uso como férula, comprendida por la cota h, inmovilizadora de la muñeca.3c. Rear piece that conforms the use as a splint, included by dimension h, immobilizer of the wrist.
3d. Zona inmovilizadora comprendida por las cotas h e i, la cual permitirá además de la inmovilización de la muñeca, la inmovilización del antebrazo. 3e. Huecos diseñados para alojar cinchas, velcros o tiras de kinesio, para un mejor acople y sujeción de la férula.3d. Immobilizing area comprised by heights h and i, which will allow, in addition to immobilizing the wrist, immobilization of the forearm. 3e. Holes designed to accommodate straps, velcro or kinesio straps, for a better fit and support of the splint.
3f. Zona de la férula que quedará libre, hueca, para una mejor adaptabilidad y transpirabilidad. 3f. Splint area that will remain free, hollow, for better adaptability and breathability.
3g. Zona de la férula diseñada como nervios o estructura, de mayor grosor, pensada para hacer función de exo-esqueleto.3g. Splint area designed as nerves or structure, thicker, designed to function as an exoskeleton.
La figura 4 Muestra una vista en axonométrico del sistema consistente en un sistema modular modo inmovilización poli articular, en tres dimensiones. En este ejemplo es una órtesis para lesiones de los metacarpos, donde en un estado inicial se requiere de inmovilización tanto de las falanges como de la articulación distal (muñeca), como del antebrazo.Figure 4 Shows an axonometric view of the system consisting of a modular multi-joint immobilization mode system, in three dimensions. In this example, it is an orthosis for injuries to the metacarpals, where in an initial state immobilization of both the phalanges and the distal joint (wrist), as well as the forearm, is required.
4a. Zona de inmovilización palmar, la cual podrá ser eliminada cuando el facultativo especifique la movilidad de los dedos.4a. Palmar immobilization zone, which can be eliminated when the doctor specifies the mobility of the fingers.
4b. Zona punteada de la férula, la cual permite acoplar en función de la medida del contorno de los metacarpos, la férula mediante la técnica del termo conformado.4b. Dotted area of the splint, which allows the splint to be attached based on the measurement of the contour of the metacarpals, using the thermoforming technique.
4c. Pieza posterior que conforman el uso como férula, comprendida por la cota h, inmovilizadora de la muñeca.4c. Rear piece that conforms the use as a splint, included by dimension h, immobilizer of the wrist.
4d. Zona inmovilizadora la cual permitirá además de la inmovilización de la muñeca, la inmovilización del antebrazo.4d. Immobilizing zone which will allow, in addition to the immobilization of the wrist, the immobilization of the forearm.
4e. Zona de la férula que quedará libre, hueca, para una mejor adaptabilidad y transpirabilidad.4e. Splint area that will remain free, hollow, for better adaptability and breathability.
4f. Zona de la férula diseñada como nervios o estructura, de mayor grosor, pensada para hacer función de exo-esqueleto.4f. Splint area designed as nerves or structure, thicker, designed to function as an exoskeleton.
La figura 5 muestra una vista en axial del sistema consistente en un sistema modular modo inmovilización poli articular. En este ejemplo se muestra la férula de las Figuras 3 y 4, en la cual se ha eliminado la inmovilización de la zona palmar de los dedos, permitiendo una inmovilización de la zona palmar de la mano, muñeca y antebrazo.Figure 5 shows an axial view of the system consisting of a modular system for multi-joint immobilization. This example shows the splint of Figures 3 and 4, in which immobilization of the palmar area of the fingers has been eliminated, allowing immobilization of the palmar area of the hand, wrist and forearm.
5a. Movilidad de los dedos.5a. Finger mobility.
5b. Férula en tres dimensiones de la Figura 3.5b. Splint in three dimensions of Figure 3.
Realización preferente de la invenciónPreferred embodiment of the invention
La presente invención es una órtesis adaptativa, diseñada en dos dimensiones, para el tratamiento de lesiones del aparato locomotor que permite la inmovilización y estabilización de la zona del cuerpo afectada durante un tiempo determinado a fin de favorecer la consolidación de la lesión y que mediante la técnica del termo conformado y el material empleado en su fabricación es capaz de moldear la tercera dimensión sobre la anatomía del paciente de forma cuasi milimétrica.The present invention is an adaptive orthosis, designed in two dimensions, for the treatment of injuries to the musculoskeletal system that allows the immobilization and stabilization of the affected body area for a certain time in order to favor the consolidation of the injury and that through the technique of thermoforming and the material used in its manufacture is capable of molding the third dimension on the patient's anatomy in a quasi-millimetric way.
En el ejemplo de realización, mostrado en las figuras adjuntas (1 a 5), la órtesis es obtenida mediante impresión 3D, en material biocompatible y termo conformado. En este caso concreto las piezas están realizadas con una impresora 3d, con técnica modelado por deposición fundida del material y norma (ISO 13485: Gestión de Calidad y Sistemas Médicos).In the exemplary embodiment, shown in the attached figures (1 to 5), the orthosis is obtained by 3D printing, in biocompatible and thermoformed material. In this specific case, the pieces are made with a 3d printer, using the fused deposition modeling technique of the material and the standard (ISO 13485: Quality Management and Medical Systems).
La órtesis adaptativa, objeto de la invención, por tanto, presenta al menos, una pieza o módulo con forma (plana), en dos dimensiones que, mediante la aplicación de calor, permite generar el relieve en negativo, del segmento a tratar, constituida como una malla horadada de un grosor de 2 a 5 mm. (3e, 3f, 3g).The adaptive orthosis, object of the invention, therefore, presents at least one piece or module with a (flat) shape, in two dimensions that, through the application of heat, allows generating the negative relief of the segment to be treated, consisting of as a perforated mesh with a thickness of 2 to 5 mm. (3e, 3f, 3g).
Tal y como se ha indicado anteriormente la órtesis está diseñada para poder realizar la tercera dimensión, según la morfología del paciente, a fin de que los nervios y huecos insertados en el diseño de la órtesis se asemejen los ligamentos y tendones externos.As previously indicated, the orthosis is designed to be able to perform the third dimension, according to the morphology of the patient, so that the nerves and holes inserted in the design of the orthosis resemble the external ligaments and tendons.
En la invención, tal y como muestran las figuras 1 a 5, se ha previsto un diseño de órtesis adaptativa versátil, por tallas, para cuyo diseño y construcción se utilizan los criterios de la terapia continuada a partir de las medidas antropométricas de los pacientes, y cuyo objetivo es permitir el acople cuasi milimétrico a la anatomía, asemejándose los nervios, grosores y huecos de la órtesis a los que se presentan en el cuerpo anatómico del paciente "nervios y tendones" creando así una inmovilización a semejanza a la del cuerpo humano.In the invention, as shown in figures 1 to 5, a versatile adaptive orthosis design has been provided, by size, for whose design and construction the criteria of continued therapy are used from the anthropometric measurements of the patients, and whose objective is to allow the quasi-millimeter coupling to the anatomy, resembling the nerves, thicknesses and holes of the orthosis to those that appear in the anatomical body of the patient "nerves and tendons" thus creating an immobilization similar to that of the human body .
En la realización de la invención, el diseño de la órtesis se realiza en función del tratamiento continuado de la patología. En la invención, por tanto, se ha previsto que el diseño original (3a, 3c, 3d) permita cortes longitudinales al eje del segmento a tratar. Cortes que dividirán, en dos piezas complementarías, rodeando el segmento, y respetando las áreas anatómicas requeridas para el tratamiento de la patología específica. Permitiendo, así la órtesis la necesidad de una nueva pieza anteriorposterior o bien externo-interno.In carrying out the invention, the design of the orthosis is carried out based on the continued treatment of the pathology. In the invention, therefore, it has been foreseen that the original design (3a, 3c, 3d) allows longitudinal cuts to the axis of the segment to be treated. Cuts that will divide into two complementary pieces, surrounding the segment, and respecting the anatomical areas required for the treatment of the specific pathology. Thus allowing the orthosis the need for a new anterior-posterior or external-internal part.
Este tipo de corte, para diseñar el sistema modular, se realiza respetando las áreas anatómicas clásicas de tratamiento pudiendo utilizarse el dispositivo, con el diseño original, o aplicando éstos, para favorecer una mejor movilidad en una zona, cuando las necesidades del tratamiento continuado lo requieran y la inmovilización o estabilización de la zona afectada requieran, en un momento determinado, de movilidad o movimiento.This type of cut, to design the modular system, is carried out respecting the classic anatomical areas of treatment and the device can be used, with the design original, or applying these, to promote better mobility in an area, when the needs of continued treatment require it and the immobilization or stabilization of the affected area require, at a given time, mobility or movement.
Estos cortes se efectuarán teniendo en cuenta la movilidad articular que se requiera para el tratamiento de la patología específica, permitiendo la liberación de las articulaciones cercanas al área lesionada durante el proceso de tratamiento y, por tanto, disminuyendo el área inmovilizada en función de los requerimientos de la fase terapéutica.These cuts will be made taking into account the joint mobility that is required for the treatment of the specific pathology, allowing the release of the joints close to the injured area during the treatment process and, therefore, reducing the immobilized area depending on the requirements. of the therapeutic phase.
El diseño de la órtesis adaptativa, cuyos cortes longitudinales o transversales se han comentado, se ha realizado con el diseño de nervios y con formas orgánicas y naturales del paciente, así como zonas huecas (3f, 4e). Dicho diseño se ha realizado en función de la patología y de la anatomía, según estudios antropométricos, para permitir una adaptabilidad cuasi milimétrica, simulando al sistema musculo-esquelético del cuerpo humano.The design of the adaptive orthosis, whose longitudinal or transversal cuts have been commented, has been made with the design of nerves and with organic and natural shapes of the patient, as well as hollow areas (3f, 4e). Said design has been carried out based on the pathology and anatomy, according to anthropometric studies, to allow quasi-millimeter adaptability, simulating the musculoskeletal system of the human body.
Cabe mencionar la presencia en la órtesis de un área reticular (1b, 2b) en el diseño reservada para una mejor transpirabilidad de la piel y de la evolución de la patología, que no contemplan los sistemas y órtesis habituales, y el empleo para su fabricación de un material termo conformable para permitir, mediante la aplicación de calor, una adaptabilidad cuasi milimétrica de la anatomía y patología del paciente.It is worth mentioning the presence in the orthosis of a reticular area (1b, 2b) in the design reserved for better skin breathability and the evolution of the pathology, which are not contemplated by the usual systems and orthoses, and the use for their manufacture of a thermoformable material to allow, through the application of heat, a quasi-millimeter adaptability of the patient's anatomy and pathology.
Igualmente, otro de los objetivos de la invención es permitir la variabilidad del tamaño de la órtesis según la evolución del edema de la zona a tratar, al permitir la invención variar su dimensión con calor y así evolucionar en función del estado del edema en el paciente.Likewise, another of the objectives of the invention is to allow the variability of the size of the orthosis according to the evolution of the edema in the area to be treated, by allowing the invention to vary its dimension with heat and thus evolve depending on the state of the edema in the patient. .
Según la representación de las figuras 1 a 5, anteriormente citadas, la órtesis adaptativa presenta unos mecanismos de cierre para inmovilizar la pieza del dispositivo en la posición de uso adecuada y prescrita por el médico especialista, y que puede comprender la sujeción de la órtesis al segmento a inmovilizar, con el propio diseño de la férula o mediante el empleo de cinchas, velcros o tiras de "kinesio", permitiendo así la mejor adaptabilidad durante el periodo de inmovilización. According to the representation of figures 1 to 5, previously mentioned, the adaptive orthosis has some closing mechanisms to immobilize the part of the device in the proper position of use and prescribed by the specialist doctor, and that can comprise the fastening of the orthosis to the segment to be immobilized, with the design of the splint itself or through the use of straps, velcro or "kinesio" strips, thus allowing the best adaptability during the immobilization period.
Otro de los objetivos, para conseguir un mayor confort de la órtesis, es dotarla de un revestimiento interno de las piezas o elementos que lo componen. El revestimiento, por tanto, será de un material acolchado, hipo alergénico y posiblemente hidrófobo, tipo "Goma-Eva". Este revestimiento presentará un mallado idéntico al del dispositivo que reviste y se unirá a la cara interna de la pieza mediante adhesivo. El grosor será variable adaptándose a las necesidades terapéuticas, y se podrá cambiar el grosor a lo largo del curso del tratamiento. Cuando sea necesario este revestimiento podrá ser eliminado, ya con carácter definitivo y/o temporal, porque así lo requiera el tratamiento de la patología.Another of the objectives, to achieve greater comfort in the orthosis, is to provide it with an internal lining of the parts or elements that compose it. The lining, therefore, will be made of a padded, hypoallergenic and possibly hydrophobic material, type "Goma-Eva". This coating will have a mesh identical to that of the device it covers and will be attached to the internal face of the piece by means of adhesive. The thickness will be variable, adapting to therapeutic needs, and the thickness can be changed throughout the course of treatment. When necessary, this coating can be removed, either definitively and/or temporarily, because the treatment of the pathology requires it.
A continuación, mostramos varios ejemplos de realización preferente de la invención, y a las cuales alcanzará, igualmente, la protección que se recaba, siempre que no se altere, cambie o modifique las características esenciales de la invención que se reivindica a continuación:Below, we show several examples of preferred embodiment of the invention, and which will also be covered by the protection sought, provided that the essential characteristics of the invention claimed below are not altered, changed or modified:
- Modo de inmovilizador del primer dedo (1,2):- First finger immobilizer mode (1,2):
En esta realización de la invención se requiere una inmovilización prolongada en la que existe un periodo de mayor inflamación seguido de un periodo de mayor demanda funcional. Para ello se prevé la creación de una férula, que envuelva parcialmente la extremidad durante un periodo inicial, respetando los planos anatómicos. Para ello esta pieza deberá contar con huecos (1a) para la aplicación de cinchas con velcro.In this embodiment of the invention, prolonged immobilization is required in which there is a period of increased inflammation followed by a period of increased functional demand. For this, the creation of a splint is foreseen, which partially envelops the extremity during an initial period, respecting the anatomical planes. For this, this piece must have holes (1a) for the application of velcro straps.
Como casos característicos son los estados post quirúrgicos con un importante componente inflamatorio seguidos de un periodo más prolongado de inmovilización y los casos de tendinopatías congénitas, como son las rizartrosis, Teno sinovitis, tendinitis de Quervain, etc.Characteristic cases are post-surgical states with an important inflammatory component followed by a longer period of immobilization and cases of congenital tendinopathies, such as rhizarthrosis, Teno synovitis, de Quervain's tendinitis, etc.
- Modo de inmovilizador de dedos, mano, muñeca y antebrazo (3, 4, 5):- Finger, hand, wrist and forearm immobilizer mode (3, 4, 5):
En esta realización de la invención se requiere una inmovilización prolongada en la que existe un periodo de mayor inflamación seguido de un periodo de mayor demanda funcional, y una evolución de la patología para lo cual requerirá la adaptabilidad de la férula para eliminar la zona de la férula que esté inmovilizando aquella zona a la cual, por evolución de la patología, se quiera dar movilidad. Para ello se prevé la creación de una férula, que envuelva parcialmente la extremidad durante un periodo inicial, respetando los planos anatómicos. Para ello esta pieza deberá contar con huecos para la aplicación de cinchas con velcro.In this embodiment of the invention, a prolonged immobilization is required in which there is a period of greater inflammation followed by a period of greater functional demand, and an evolution of the pathology for which the adaptability of the splint will be required to eliminate the area of the splint that is immobilizing that area to which, due to the evolution of the pathology, you want to give mobility. For this, the creation of a splint is foreseen, which partially envelops the extremity during an initial period, respecting the anatomical planes. For this, this piece must have holes for the application of velcro straps.
Como casos característicos son los estados post quirúrgicos con un importante componente inflamatorio seguidos de un periodo más prolongado de inmovilización y los casos de tendinopatías congénitas, como son el síndrome del túnel carpiano, o las parálisis radiales.Characteristic cases are post-surgical states with a significant inflammatory component followed by a longer period of immobilization and cases of congenital tendinopathies, such as carpal tunnel syndrome, or radial paralysis.
En una realización preferente de la invención el procedimiento para la fabricación de la órtesis adaptativa, descrita anteriormente, mediante fabricación aditiva en un sistema de impresión 3D, comprende:In a preferred embodiment of the invention, the procedure for manufacturing the adaptive orthosis, described above, by additive manufacturing in a 3D printing system, comprises:
- La adquisición de datos antropométricos del paciente mediante un sistema informático específico implementado en un hardware apropiado.- The acquisition of anthropometric data of the patient through a specific computer system implemented in appropriate hardware.
- La incorporación en el sistema informático de los datos del miembro o zona a tratar afectada del paciente, el cual mostrará, en función de las medidas incorporadas, la talla de la órtesis adaptativa y la talla del diseño virtual idóneo para el paciente.- The incorporation into the computer system of the data of the patient's affected limb or area to be treated, which will show, based on the measurements incorporated, the size of the adaptive orthosis and the size of the ideal virtual design for the patient.
- La recreación en pantalla del modelo virtual del sistema adaptativo de la órtesis apropiado mediante un software que automatizará los procesos de diseño estandarizado por tallas y mostrará el resultado final con carácter previo a su envío a un sistema de impresión.- The recreation on screen of the virtual model of the adaptive system of the appropriate orthosis by means of a software that will automate the processes of standardized design by sizes and will show the final result prior to sending it to a printing system.
- Generación de un archivo informático con el modelo virtual construido y envío a un equipo de impresión 3D.- Generation of a computer file with the built virtual model and sending it to a 3D printing team.
Finalmente, la adaptación y colocación en la anatomía del paciente de la órtesis impresa se realizará mediante la aplicación de calor a través de un decapador, horno o urna de agua, para termo-conformar la órtesis y aplicar la tercera dimensión sobre el paciente y protegiendo la zona a tratar mediante una capa separadora entre la piel del paciente y la órtesis (goma-eva, un "tubitón" o un vendaje).Finally, the adaptation and placement in the patient's anatomy of the printed orthosis will be carried out by applying heat through a heat gun, oven or urn of water, to thermo-shape the orthosis and apply the third dimension on the patient and protecting the area to be treated by means of a separating layer between the patient's skin and the orthosis (rubber-eva, a "tubiton" or a bandage).
Este proceso de diseño implica el estudio y desarrollo del diseño de las órtesis adaptativas, por patologías y tallas, y en el que se encuentran involucrados esencialmente el médico especialista que, inicialmente, señalará el tipo de dispositivo o sistema de inmovilización idóneo para la patología a tratar y las observaciones inherentes a la terapia continuada, garantizando así la seguridad y fiabilidad la órtesis adecuada y evitando los costes y tiempo de fabricación de las órtesis a medida.This design process involves the study and development of the design of adaptive orthoses, by pathologies and sizes, and in which the specialist doctor is essentially involved, who, initially, will indicate the type of immobilization device or system suitable for the pathology to be treat and observations inherent to continuous therapy, thus guaranteeing the safety and reliability of the appropriate orthosis and avoiding the costs and time of manufacturing custom-made orthoses.
Además, la adaptación final a la anatomía o morfología del paciente precisa de un técnico ortopeda, quien a su vez será el encargado de realizar el procedimiento de adquisición de datos antropométricos del paciente en cuestión.In addition, the final adaptation to the anatomy or morphology of the patient requires an orthopedic technician, who in turn will be in charge of carrying out the anthropometric data acquisition procedure for the patient in question.
Se ha mejorado así la calidad de vida de los pacientes, los costes de producción y, fundamentalmente, la reducción de los tiempos de espera para la aplicación de la órtesis y el inicio del tratamiento de la lesión.This has improved the quality of life of patients, production costs and, fundamentally, the reduction of waiting times for the application of the orthosis and the start of treatment of the lesion.
La elección de esta nueva técnica proporcionará la reducción de tiempos de fabricación, comprendido entre 1 y 3 horas, en comparación con la fabricación a medida por impresión 3D comprendido entre 5 y 22 horas. Dicha reducción de tiempo será posible al estudio previo del diseño, en función de la ergonomía y antropométrica del sistema humano, así como del diseño de las férulas en función de la patología a tratar.The choice of this new technique will provide a reduction in manufacturing times, between 1 and 3 hours, compared to custom manufacturing by 3D printing, between 5 and 22 hours. Said reduction in time will be possible after the previous study of the design, based on the ergonomics and anthropometrics of the human system, as well as the design of the splints based on the pathology to be treated.
La reducción del tiempo de espera en la adaptación de la férula de la citada invención conllevará la mejora de la patología, el técnico de ortopedia podrá tener impresa y lista la férula en su ortopedia, a espera de la prescripción médica, siendo el tiempo para su colocación de no superior a 30 minutos, frente a los tiempos de espera de las férulas a medida mediante escáner 3D de 2.a 72 horas, permitiendo así colocar la férula en periodos agudos del traumatismo. The reduction of the waiting time in the adaptation of the splint of the aforementioned invention will lead to the improvement of the pathology, the orthopedic technician will be able to have the splint printed and ready in his orthopedics, pending the medical prescription, being the time for its placement of no more than 30 minutes, compared to the waiting times for splints made to measure by means of a 3D scanner of 2 to 72 hours, thus allowing the placement of the splint in acute periods of trauma.
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|---|---|
| ES2903023A1 (en) | 2022-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2903023 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20220330 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2903023 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20221215 |