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WO2014186853A1 - Tronco humano ε sistema simulador para treinamento de procedimentos cirúrgicos - Google Patents

Tronco humano ε sistema simulador para treinamento de procedimentos cirúrgicos Download PDF

Info

Publication number
WO2014186853A1
WO2014186853A1 PCT/BR2013/000280 BR2013000280W WO2014186853A1 WO 2014186853 A1 WO2014186853 A1 WO 2014186853A1 BR 2013000280 W BR2013000280 W BR 2013000280W WO 2014186853 A1 WO2014186853 A1 WO 2014186853A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
training
surgical procedures
simulator
human
torso
Prior art date
Application number
PCT/BR2013/000280
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Átila VARELA VELHO
Original Assignee
Varela Velho Átila
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Varela Velho Átila filed Critical Varela Velho Átila
Publication of WO2014186853A1 publication Critical patent/WO2014186853A1/pt

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30Anatomical models
    • G09B23/34Anatomical models with removable parts
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30Anatomical models

Definitions

  • the present invention pertains to the medical equipment technology sector and more specifically relates to a male human torso facsimile designed for medical training of surgical procedures in emergency situations.
  • simulators are intended for knowledge of the dispositions of organs in the human organism, making it clearer for students to understand, as it is often a facsimile reproduction.
  • use of simulators is increasingly being present in study environments for surgical practices.
  • simulators made up of models of the human body or its parts is an alternative that efficiently meets these needs. These devices, in addition to allowing the required amount of repetitions, enable close supervision by the mentor teacher until a minimum of skills are trained, developed and finally systematized and acquired by the student. Because of its likelihood to the human body, the use of torso-shaped surgical simulators generates self-confidence in users and allows them to become familiar with the handling of specialized instruments and the dynamics that involve performing these procedures, without the risks of learning 5 in the surgical field. . Own and other risks.
  • the present invention relates to a new arrangement of a simulator for surgical procedures.
  • a simulator model allows the proper training of students and medical professionals in various types of surgical procedures, which often require the surgeon to master the operation, often during urgent care, especially when 30 of severe trauma victims. .
  • relief thoracentesis Another procedure is the puncture of the chest with a needle covered with a plastic catheter called relief thoracentesis, which is used to allow the removal of pleural fluids or effusions or, mainly, to allow air to escape into the pleural space, which prevents adequate pulmonary expansion. .
  • Closed thoracic drainage is the most immediate solution for thoracentesis that has only a temporary effect, it occurs with all the prerequisites of a surgical procedure performed with local anesthesia, from skin section to penetration into the affected pleural space, forming a tunnel through which a plastic drain is inserted and fixed at this location to allow decompression of the thoracic cavity until complete pulmonary expansion occurs.
  • Placement of a plastic-catheter-coated needle to evacuate fluid leakage that impedes normal cardiac dynamics, called pericardiocentesis, is achieved by percutaneously introducing the instrument at the level of the left xiphocostal junction until aspiration of bloody fluid is achieved. enough to significantly improve cardiac efficacy.
  • Diagnostic peritoneal lavage performed just below the umbilical scar in a vertical direction is a surgical procedure performed with local anesthesia, obtained by incision of the abdominal planes and placement of a multiperforated polyethylene catheter to check for blood. free or organic content within the peritoneal cavity that indicates the need for immediate surgery.
  • Figure 1 represents the panoramic view of the anterior face of the platform or base and its parts.
  • Figure 2 represents the detail view of the rear face of the platform or base.
  • Figure 3 represents the view of the rear face of the platform.
  • Figure 4 represents the view of the anterior surface of the torso with its relief and surface characteristics, having in a two-dimensional plane the internal structures, presenting the main constructive details.
  • Figure 5 is a side detail view of the airway and lungs assembly.
  • Figure 6 represents the detailed view of the heart forming assembly.
  • Figure 7 represents the perspective view of the disposable part
  • Figure 8 represents the view of the disposable part in exploded view.
  • Figure 9 depicts the sheath and its fenestrations corresponding to those of the torso.
  • Figure 10 represents the graphical scheme of the general model that extends to all of the simulator electronics except the remote control.
  • the present invention aims to propose a corresponding dummy doll, more specifically, the anterolateral part of a male human trunk intended for training practices for medical procedures.
  • a human trunk faithfully obeys the anatomical contour of the region, but not its relation with its cavities, so that the conducts to be trained can be repeated without damage to the permanent material and, at the same time, disposable parts can be adapted to the which training will be performed without compromising the rest of the simulator.
  • the torso structure (9) itself consists of a hollow, rigid body with bony reliefs (10) and muscle-cutaneous contour that are necessary for the accurate identification of the anatomical points by the students. It corresponds to the anterior part of the human body and its surface characteristics as described above and is still properly secured to a platform (2) by means of fasteners.
  • the torso (9) fits into the platform (2), where there is a low relief wait (3), which is provided with table-like lateral extensions with adjustable support feet (1), a work window (4) ), a receptacle for the electronic boards, a receptacle for the power supply, a hole for connection to the pericardium, and a hole for depletion of the abdominal cavity.
  • the platform (2) which seals the back of the torso (9), has a rectangular shape and is composed of a flat plate, preferably of thermoplastic material, whose surface is the contour of the low relief torso (3) and with edges. (5), which facilitates its accommodation, gives finishing, support, protection and seals the set.
  • the window (4) is situated near the center of the workpiece, which measures, with the largest transverse axis, which is filled by a lid (34) of the same size, fixed in place by two structured plastic couplings and a lock.
  • a lid 314 of the same size, fixed in place by two structured plastic couplings and a lock.
  • preferably slot-type metal which allows for cleaning, handling and replacement of parts without opening and full exposure of the interior of the simulator, except for technical maintenance.
  • the fenestra placed in the center of the anterior cervical region (15) is intended for the practice of needle puncture cricothyroidostomy or surgical technique.
  • the fenestras of the anterior cervical region (15) and abdomen (11) are larger, with the largest dimension in the longitudinal direction of the torso.
  • the fenestras of the anterior superior thoracic region (14) have larger dimension in the transverse axis.
  • the xiphoid region fenestra (12) has a quadrangular shape with internal angular projection that serves to simulate the xifocostal angle.
  • the anterolateral thoracic fenestras are truly horizontal and with a wide predominance of the transverse axis. All fenestras have walls perpendicular to the trunk, forming a step (21) on the inner face, which serves as a support and fit for disposable parts.
  • a dome-shaped structure (20) is fixed representing the abdominal cavity, which is coupled to the trunk with the aid of adhesive material, preferably silicone glue, since the complete sealing is required.
  • adhesive material preferably silicone glue
  • the structure (20) may be filled with plastic or other serpentine structures to simulate intra-abdominal viscera.
  • extractor (22) in its lower portion to which is attached a silicone drain that is externalized through a hole in the base and serves to fill, retain and evacuate liquids to provide realism to the procedure.
  • Under the xiphoid region fenestra (12) is a heart-shaped structure (32) made up of an elastomeric vault (25) and a rigid base (6) that together form a single piece whose cavity (26) is capable of storing enough artificial "blood” to functionally simulate the blood-filled pericardial membrane.
  • This cavity (26) connects to a catheter (27) extending through the base (6) of the workpiece and the platform (2), through suitable holes for this purpose, to an externally located artificial "blood” pouch that allows to replace the blood drawn by the constant punctures and aspirations performed.
  • the heart (32) is fixed to the torso (9) by cylinders (19), preferably of nylon, and by a central metal pin that allows its rotation about its own axis (35). Coupled to the base of the heart (6) is a gear system connected a micro servo motor with traction capacity of up to one and a half kilograms and a CPU that also allows its activation by remote control. This ensures that after each puncture, the heart performs a few degrees rotation about its central axis to avoid repeated punctures in the same place and its consequences. This procedure increases the life of the part, delaying its disposal, reducing the cost of the procedure and providing an important sense of training realism.
  • a support (24) is attached to the trachea (17), consisting of a convex, curved wall laminar part with cavities where the thyroid cartilage (16) and the upper part fit together. of the trachea (17).
  • the frame (16) is connected to a rigid annular tube (17) whose first protruding ring simulates the crinoid cartilage, bifurcating at its distal end (18) to simulate the trachea (17) and its source bronchi. to which are coupled two collapsed bodies (23) that inflate and deflate simulating the lungs.
  • the structure of the thyroid cartilage (16) is attached to this tubular structure by means of traction metal spirals and elastic fixators which aim to limit distensibility but allow some movement to the cartilage in the anterior-posterior direction.
  • a rigid, smooth, semi-cylindrical piece called a fairing, whose bottom base is closed by a latex membrane of consistency. Similar to the diaphragm, which can be palpated by the student providing tactile sensation similar to that originally existing.
  • a fairing Similar to the diaphragm, which can be palpated by the student providing tactile sensation similar to that originally existing.
  • the right fairing it is possible to palpate a structure that mimics the tactile sensation of the covered collapsed right lung.
  • Each disposable part (31) consists of its own hollow, split plastic frame (28) with a jagged internal surface, the portions of which are firmly sandwich-shaped to receive and secure between themselves.
  • elastic parts that simulate human tissues. All are specifically shaped, preferably quadrilateral, and project a small extrusion (30) from their sides that fit, fit and fit tightly into corresponding hollow areas located on the perpendicular walls and
  • tissues 29 which simulate the stratigraphy of the human thoracic and abdominal walls, their color and their consistency. All layers may vary, in a controlled manner, in their constitution and thickness depending on the objective to be achieved.
  • the skin that lines the pieces has the same elastomeric structure as the trunk lining layer (9), the fat is composed preferably of latex or similar foam that mimics the adipose tissue, the muscle is composed of filamentary elastomeric layers, according to the musculature to be reproduced. Still the serosa is made of a natural rubber blade.
  • the pericardium is covered by sensor columns that are coupled to
  • the artificial torso lining (9) presents moisture, distensibility, ductibility, touch and palpation response, cut and suture response, similar to those of human tissues, generating realism that qualifies professionals' training.
  • This so-called artificial skin coating made up of three layers of pre-molded elastomers, has a visual and tactile appearance similar to that of human skin and adapts perfectly to the surface relief and its peculiarities.
  • the trunk (9) On the inner surface of the trunk (9) are fixed elements (31) that simulate some of the thoracic internal organs and allow some additional effects such as palpation of the lungs and the presence of traumatic diaphragmatic hernia, situations that should be described and resolved. by the student in training. Also transit the interior of the torso: fasteners, wiring, electronic boards, sensors, batteries and plugs for electrical connection and others.
  • the proposed simulator also has a system of infrared light barriers that detect a metallic object.
  • Embedded electronics are made up of four printed circuit boards (PCI), which are controlled by three independent processors and one CPU processor, which aims to communicate with each other.
  • PCI printed circuit boards
  • the CPU that processes and executes all radiated information from the plates positioned near the inside of the cervical, anterior thoracic, lateral thoracic, xiphoid, and abdominal fenestras, which receives the signals from the sensors installed there and controls the effects related to each procedure, as well as their activation and interruption by remote control.
  • PCIs operate through a processor that controls an infrared light barrier and an infrared receiver barrier. Over time, this processor sends a scan pulse to the light barrier in order to to check if something interrupted the light path. In case of interruption, the processor will send a command informing the CPU and will send a warning signal to the professional.
  • a command is given to raise a conventional infrared LED that will inform the instrument's tone in the pericardium, while for the tracheal PCI sensor and the chest sensor PCIs, audible alerts are issued.
  • CPU PCI This card's processing depends on the other PCIs from which it receives the command pulses. For certain commands the central processor will beep, for a particular type of command will trigger a conventional infrared LED to demonstrate that the instrument has touched the pericardium.
  • the CPU has in its layout a rechargeable battery for off-grid use with autonomy of approximately two hours of uninterrupted use.
  • the CPU also has a PS2 standard input for the remote control that has as functions: enable and disable the trachea sound signal; enable and disable the chest beeps; activate and deactivate the pericardial ringing light; Rotate the heart and adjust the audio volume.
  • the system it is possible to: detect the penetration of a needle in the anterior cervical region, the trachea zone, the anterior superior thoracic region, at the level of the second intercostal space and the lateral thoracic region, at the level of the fifth intercostal space , and sound a beep; detect the touch of a surgical instrument in the pericardium and trigger a light signal that will indicate this touch.

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Abstract

A presente invenção visa sanar os inconvenientes conhecidos por simuladores ja conhecidos, propondo um tronco humano masculino que se acomoda perfeitamente sobre uma plataforma ou base à qual é fixado hermeticamente. Este torso (09) é provido de sete fenestras, uma na região cervical anterior (15), duas opostas, situadas no segundo espaço intercostal anterossuperior (14), bilateralmente, uma junto ao apêndice xifóide do esterno (12), duas opostas, situadas na região do quinto espaço intercostal junto às linhas axilares anteriores (13) e uma abdominal, infraumbilical (11), sobre as quais são encaixadas peças descartáveis de reposição (31) através das quais são realizados os procedimentos. O corpo (9) ainda é revestido de um material denominado pele artificial, a qual é composta por três camadas de elastômeros pré-moldados. Sendo assim, além de apresentar o aspecto visual e táctil semelhante ao da pele humana se adapta perfeitamente ao relevo da superfície e as suas peculiaridades. O manequim simulador ainda possui um sistema de alerta indicando o acerto dos procedimentos realizados e sua resolução.

Description

TRONCO HUMANO E SISTEMA SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE
PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS
Setor tecnológico da invenção
De uma maneira geral a presente invenção pertence ao setor tecnológico de equipamentos médicos e se refere, mais especificamente, a um fac-símile de torso humano masculino projetado para treinamento médico de procedimentos cirúrgicos em situações de urgência .
Estado da técnica conhecido
Atualmente, estão sendo desenvolvidas diversas formas e métodos para o estudo e desenvolvimento de técnicas cirúrgicas. Com o intuito de levar ao conhecimento de estudantes e profissionais da área da saúde, são desenvolvidos manequins simuladores, os quais reproduzem fielmente partes do corpo humano.
Esses simuladores são destinados ao conhecimento das disposições dos órgãos no organismo humano, tornando mais clara à compreensão por parte de estudantes, já que muitas vezes se trata de uma reprodução fac-símile. Além disso, a utilização de simuladores está sendo cada vez mais presente em ambientes de estudo para as práticas cirúrgicas.
Como os procedimentos cirúrgicos apresentam, geralmente, um alto grau de dificuldade, já que podem os pacientes estar expostos a lesões fatais, caso ocorra algum erro técnico, é imprescindível que o profissional da área possua um bom treinamento. Esses treinamentos promovem uma simulação com manequins de diversos procedimentos médicos. Sendo assim, o profissional adquire maior conhecimento, bem como segurança para efetuar tais procedimentos.
Ou seja, os procedimentos cirúrgicos são misteres complexos e exigem repetição e treinamento para sua adequada assimilação até que possam ser realizados de forma segura. O emprego de simuladores constituídos de modelos do corpo humano ou de suas partes é uma alternativa que atende de maneira eficiente estas necessidades. Estes aparelhos, além de permitirem a quantidade necessária de repetições, possibilitam uma supervisão acurada por parte do professor orientador até que um mínimo de habilidades seja treinado,desenvolvido e, finalmente, sistematizado e adquirido pelo aluno. Por sua verossimilhança ao corpo humano, o emprego de simuladores cirúrgicos com forma de torso gera autoconfiança nos usuários e permite sua familiarização com o manuseio do instrumentai especializado e com a dinâmica que envolve a realização destes procedimentos, sem os riscos do aprendizado 5 em campo cirúrgico. Riscos próprios e alheios.
Posto que o corpo humano seja uno, sem possibilidade de variações anatómicas significativas, não existem alternativas quando se necessita reproduzir a anatomia do corpo humano com verossimilhança, por isso, há muitos documentos relativos à matéria que se diferenciam menos pela forma e mais pela J O diversidade dos materiais utilizados em sua construção e pelas técnicas e recursos desenvolvidos para o fim determinado que, em última análise, são o que lhes empresta uma característica própria e lhes dá individualidade, como no presente caso.
Visando proporcionar uma solução mais próxima dos procedimentos reais, 15 como descrito em MU8801696-0, foi proposto um manequim simulador para procedimentos cirúrgicos com a devida verossimilhança do corpo humano. Contudo, tal solução não prevê e alerta o profissional para um possível trauma sofrido pelo paciente. Ainda, tal manequim é limitado quanto aos órgãos disponíveis para o treinamento, além do que os encaixes representativos dos 20 órgãos, por se tratarem de peças específicas, podem sofrer danos pelo excesso de uso por estudantes e profissionais em treinamento. Isto implica, de forma evidente, em custo mais elevado para a substituição de tais peças.
Novidades e objetivos da invenção
Visando eliminar os inconvenientes já conhecidos no estado da técnica, a 25 presente invenção diz respeito a uma nova disposição de um simulador para procedimentos cirúrgicos. Tal modelo simulador permite o devido treinamento de estudantes e profissionais da medicina em diversos tipos de procedimentos cirúrgicos, os quais, frequentemente, exigem que o cirurgião tenha domínio da operação, muitas vezes durante atendimentos de urgência, em especial quando 30 de vítimas de trauma grave.
Um destes procedimentos é a abordagem da via aérea através do espaço intercricotireoideo, na região cervical anterior, quer por punção com agulha revestida com cateter plástico, quer através de secção cirúrgica denominada cricotireoidostomia, que permite a inserção de uma cânula plástica de traqueostomia que mantém desobstruída a passagem de ar.
Outro procedimento é a punção do tórax com agulha revestida com cateter plástico chamado toracocentese de alívio, empregada a fim de permitir a retirada de líquidos ou efusões pleurais ou, principalmente, permitir a saída de ar alojado no espaço pleural o que impede a expansibilidade pulmonar adequada.
A drenagem torácica fechada é a solução mais mediata para a toracocentese que tem efeito apenas temporário, a mesma se dá com todos os pré-requisitos de um ato cirúrgico realizado com anestesia local, desde a secção da pele até a penetração no espaço pleural acometido, formando um túnel através do qual é introduzido um dreno de plástico que é fixado neste local a fim de permitir a descompressão da cavidade torácica até que haja a completa expansão pulmonar.
A colocação de uma agulha revestida com cateter plástico a fim de evacuar derrames líquidos que impedem a dinâmica cardí aca normal, chamada pericardiocentese, é obtida pela introdução percutânea do instrumento ao nível da junção xifocostal esquerda até que se obtenha a aspiração de líquido sanguinolento em quantidade suficiente para melhorar significativamente a eficácia cardíaca.
O lavado peritoneal diagnóstico, realizado logo abaixo da cicatriz umbilical, em sentido vertical, é uma conduta cirúrgica, realizada com anestesia local, obtida pela incisão dos planos abdominais e colocação de um cateter de polietileno, multiperfurado, destinado a verificar se há presença de sangue livre ou conteúdo orgânico dentro da cavidade peritoneal que indique a necessidade de uma cirurgia imediata.
Todos esses são procedimentos destinados a situações de iminente risco à vida. Sendo assim, é de extrema importância que o profissional tenha convicção e inteiro domínio da área a qual será realizado tal procedimento.
Breve descrição dos desenhos anexos
A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será descrita de forma clara, concisa e suficiente, tendo como base os desenhos anexos, que a ilustram e subsidiam abaixo listados:
Figura 1 representa a vista panorâmica da face anterior da plataforma ou base e suas partes.
Figura 2 representa a vista em detalhe da face posterior da plataforma ou base.
Figura 3 representa a vista da face posterior da plataforma.
Figura 4 representa a vista da superfície anterior do torso com seu relevo e características de superfície, tendo em um plano bidimensional as estruturas internas, apresentando os principais detalhes construtivos.
Figura 5 representa a vista em detalhe lateral do conjunto da via aérea e pulmões.
Figura 6 representa a vista detalhada do conjunto que forma o coração.
Figura 7 representa a vista da parte descartável em perspectiva,
Figura 8 representa a vista da parte descartável em vista explodida.
Figura 9 representa a capa de revestimento e suas fenestras que correspondem as do torso.
Figura 10 representa o esquema gráfico do modelo geral que estende a toda a parte eletrônica do simulador, exceto ao controle remoto.
Descrição detalhada da invenção
A presente invenção objetiva propor um boneco simulador correspondente, mais especificamente, a parte anterolateral de um tronco humano masculino destinado a práticas de treinamento para procedimentos médicos. Tal tronco humano obedece fielmente o contorno anatómico da região, mas não a relação deste com suas cavidades, de modo que possam ser repetidas as condutas a serem treinadas sem que haja dano ao material permanente e que, ao mesmo, possam ser adaptadas partes descartáveis nas quais serão realizadas o treinamento sem comprometimento do restante do simulador.
Com isso, a solução é destinada ao preparo de profissionais sem que haja necessidade de empregar cadáveres humanos ou animais vivos, evitando as dificuldades e os inconvenientes técnicos, legais e operacionais que costumam envolver o seu uso. A estrutura do torso (9), propriamente dita, consiste em um corpo oco, e rígido, dotado de relevos ósseos (10) e contorno músculo-cutâneo que são necessários para a precisa identificação dos pontos anatómicos por parte dos alunos. Ele corresponde à parte anterior do corpo humano e suas características de superfície, conforme descrito acima, e ainda é devidamente fixada a uma plataforma (2) através de elementos de fixação.
O torso (9) se encaixa na plataforma (2), onde há uma espera em baixo relevo (3), a qual é provida prolongamentos laterais, tipo mesa, de pés de apoio reguláveis (1 ), de uma janela de trabalho (4), de um receptáculo para as placas eletrônicas, de um receptáculo para a fonte de energia, de um orifício para conexão com o pericárdio e de um orifício de para esgotamento da cavidade abdominal. A plataforma (2), que veda a parte posterior do torso (9), possui formato retangular e é composta por uma chapa lisa, preferencialmente de material termoplástico, em cuja superfície está o contorno do torso em baixo relevo (3) e com bordas de relevo (5), o que facilita sua acomodação, dá acabamento, sustentação, proteção e veda o conjunto.
A janela (4) é situada próxima ao centro da peça, que mede, com o maior eixo no sentido transversal, que é preenchida por uma tampa (34) de mesma medida, fixada no local através de dois engates plásticos estruturados e de uma fechadura metálica preferencialmente tipo fenda, o que permite a higienização, manipulação e substituição de peças sem que seja necessária abertura e exposição completa do interior do simulador, salvo quando de manutenção técnica.
Tanto a pele quanto o torso (9) apresentam sobre sua convexidade fenestras (1 1), (12), (13), (14), (15) destinadas a receber partes descartáveis (31 ). A fenestra disposta no centro da região cervical anterior (15) é destinada à prática de cricotireoidostomia por punção com agulha ou pela técnica cirúrgica. Existem duas fenestras opostas (14), no segundo espaço intercostal anterossuperior, na linha média das clavículas, que ensejam a toracocentese de alívio. Outra, que se encontra junto ao apêndice xifoide (12), é destinada à prática de periocardiocentese. Outras duas fenestras opostas (13), na região do quinto espaço intercostal, junto às linhas axilares anteriores, ensejam a drenagem pleural fechada. Por fim, há uma na região infraumbilical (1 1 ), na linha média do abdome, utilizada para o treinamento de lavado peritoneal diagnóstico.
As fenestras da região cervical anterior (15) e do abdome (11 ) são maiores, com a maior dimensão no sentido longitudinal do torso. As fenestras da região torácica anterossuperior (14) possuem maior dimensão no eixo transversal. A fenestra da região xifoide (12) tem forma quadrangular com projeção angular interna que serve para simular o ângulo xifocostal. As fenestras torácicas anterolaterais, são francamente horizontais e com amplo predomínio do eixo transversal. Todas as fenestras possuem paredes perpendiculares ao tronco, formando um degrau (21 ) na face interna, que serve de apoio e encaixe para as peças descartáveis.
Sob a fenestra localizada no abdome ( 1 ) é fixada uma estrutura ém forma de cúpula (20) que representa a cavidade abdominal, a qual é acoplada ao tronco com auxílio material colante, preferencialmente cola de silicone, já que é exigida a completa vedação. A estrutura (20) além de acumular líquido, pode ser preenchida por estruturas serpentiformes plásticas ou outras com objetivo de simular as vísceras intra-abdominais. Ainda há um esgotador (22) em sua porção inferior ao qual está acoplado um dreno de silicone que se exterioriza através de um orifício na base e serve para o preenchimento, a retenção e a evacuação de líquidos, a fim de proporcionar realismo ao procedimento.
Sob a fenestra da região xifoide (12) está posicionada uma estrutura (32) que corresponde ao coração, composta por uma abóboda elastomérica (25) e uma base rígida (6) que, juntas, formam uma peça única cuja cavidade (26) é capaz de armazenar "sangue" artificial em quantidade suficiente para simular funcionalmente a membrana pericárdica repleta de sangue. Esta cavidade (26) se conecta a um cateter (27) que se estende através da base (6) da peça e da plataforma (2), através de orifícios próprios para este fim, até uma bolsa de "sangue" artificial situada externamente que permite repor o sangue retirado pelas constantes punções e aspirações realizadas.
O coração (32) é fixado ao torso (9) por cilindros (19), preferencialmente de nylon, e por um pino metálico central que permite sua rotação sobre o próprio eixo (35). Acoplados à base do coração (6) há um sistema de engrenagens ligado a um micro motor servo com capacidade de tração de até um e meio quilograma e a uma CPU que também permite seu acionamento por meio de controle remoto. Isto garante que, após cada punção, o coração execute um giro de poucos graus sobre seu eixo central de forma a evitar punções repetidas no mesmo local e suas consequências. Este procedimento aumenta a vida útil da peça, postergando o descarte da mesma, reduzindo o custo do procedimento e propiciando uma importante sensação de realismo ao treinamento.
Sob a fenestra da região cervical anterior (15) se localiza uma estrutura representativa da cartilagem tireóide (16), com todos os seus atributos anatómicos. Na face interna do corpo (9), se fixa um suporte (24) destinado à traqueia (17), constituído por uma peça laminar, convexa, de parede curva, com cavidades onde se encaixam a cartilagem tireóide (16) e a parte superior da traqueia (17). A estrutura (16) está ligada a um tubo anelado rígido (17), cujo primeiro anel mais saliente simula a cartilagem crinoide, bifurcando-se em sua extremidade distai (18), de forma a simular a traqueia (17) e seus brônquios fontes aos quais estão acoplados dois corpos abalonados (23) que inflam e desinflam simulando os pulmões. A estrutura da cartilagem tireóide (16) está fixada a esta estrutura tubular através de espirais metálicas de tração e de fixadores elásticos que têm por objetivo limitar a distensibilidade, mas que permitem alguma movimentação à cartilagem no sentido anteroposterior.
Na região lateralmente ao espaço delimitado pela cartilagem tireóide (16) e o tubo traqueal (17) existem duas placas eletrônicas que contêm micro sensores de LED infravermelho, situados simetricamente, frente a frente, de modo a formar um feixe de luz constante e ininterrupto. Quando há interrupção do feixe pela interposição de algum artefato entre os sensores desencadeia-se uma emissão sonora que se assemelha à saída de ar para o meio exterior através da traqueia. Este efeito pode ser interrompido através de controle remoto ou com a retirada do artefato. Caso não seja interrompido, o efeito cessará em até trinta segundos. Este recurso tem por objetivo mimetizar o escape de pela traqueia como ocorre nos procedimentos realizados em situação real.
Na extremidade superior da traqueia (17) há dois acoplamentos elásticos e duas espirais metálicas de tração, em posições diametralmente opostas, dispostas lateralmente de cada lado da peça, de forma a uni-la a outra peça que tem o formato e os atributos anatómicos da cartilagem tireóide (16). Essa configuração dá elasticidade à cartilagem tireóide (16) e permite sua movimentação cranial quando é executada a punção com cateter de polietileno
5 ou a introdução de uma cânula de traqueostomia no interior do espaço traqueal localizado sobre a fenestra cervical, de modo semelhante ao que ocorre quando do procedimento "in vivo".
Sob as fenestras situadas na região torácica anterolateral (13) para realização de drenagem pleural fechada, em ambos os lados, está fixada uma í o peça rígida, lisa, semicilíndrica chamada de carenagem, cuja base inferior é fechada por uma membrana de látex de consistência semelhante a do diafragma, que pode ser palpada pelo aluno fornecendo sensação tátil semelhante aquela originalmente existente. Relacionada à carenagem direita é possível palpar uma estrutura que mimetiza a sensação tátil do pulmão direito colapsado recoberto
1 5 por secreção sanguinolenta. Relacionada à carenagem esquerda é possível palpar, além do diafragma, uma estrutura que mimetiza a sensação tátil do estômago quando da existência de uma hérnia diafragmática à esquerda.
Internamente, sob as fenestras localizadas na região . torácica anterossuperior do torso (14), onde é praticada a toracocentese, há duas placas
20 eletrônicas simétricas, uma de cada lado, posicionadas frente a frente, acopladas a sensores de LED infravermelho de modo a formar um feixe constante e ininterrupto. Quando há interrupção do feixe devido à interposição de algum artefato entre os sensores, como é o caso de uma agulha maior do que cinco décimos de milímetro de diâmetro, isto desencadeia a emissão de um som que se
25 assemelha ao da saída de ar sob pressão através do pertuito gerado na parede torácica. Este efeito pode ser interrompido através de controle remoto ou com a retirada do artefato. Caso não seja interrompido, o efeito cessará em até trinta segundos. Este recurso tem por objetivo mimetizar a saída de ar sobre pressão pela parede torácica como ocorre quando o procedimento é executado "in vivo".
30 Cada peça descartável (31 ) é constituída de uma moldura plástica (28) própria vazada e bipartida, com superfície interna denteada, cujas partes se encaixam firmemente em forma de sanduíche, a fim de receber e fixar entre si as partes elásticas que simulam os tecidos humanos. Todas têm forma específica, preferencialmente de quadrilátero, e projetam uma pequena extrusão (30) a partir de suas laterais que se acomodam, ajustam e encaixam firmemente, em áreas vazadas correspondentes, localizadas nas paredes perpendiculares e nos
5 degraus (21 ) das fenestras (1 1 ), (12), (13), (14), (15), contando com o apoio do soalho das fenestras formados a partir da projeção interna dos mesmos de forma a dar estabilidade aos encaixes laterais e manter uma firme fixação firme peças descartáveis sem, contudo, impedir a rápida e simples remoção das partes com o auxílio de um extrator próprio para este fim.
I O Entre as duas partes vazadas das molduras (28) fixam-se camadas de tecidos (29), que simulam a estratigrafia das paredes torácica e abdominal humanas, sua cor e sua consistência. Todas as camadas podem variar, de forma controlada, em sua constituição e espessura na dependência do objetivo a ser alcançado. A pele que reveste as peças tem a mesma estrutura elastomériea da i 5 capa de revestimento do tronco (9), a gordura é composta de espuma preferencialmente de látex ou similar que imita o tecido adiposo, o músculo é composto de camadas elastoméricas filamentares, de acordo com a musculatura a ser reproduzida. Ainda a serosa é constituída de uma lâmina de borracha natural. Estes tecidos permitem praticar a incisão, a tração e a sutura como é
20 feito "in vivo" e simular as mais diversas camadas de tecidos do corpo humano, dada a sua semelhança com as estruturas originais. Algumas partes ainda contêm bolsinhas de "sangue" artificial a fim de agregar pequeno sangramento à realização do procedimento dando-lhe maior realismo.
O pericárdio é recoberto por colunas de sensores que estão acoplados a
25 um sistema eletrônico que emite um sinal luminoso, através de um LED infravermelho inserido externamente no corpo do esterno, toda vez que houver o contato do pericárdio com um objeto, como é o caso de uma agulha cilíndrica com diâmetro superior a cinco décimos de milímetro. Este efeito ocorre logo antes da penetração da agulha ou cateter na cavidade pericárdica e serve de
30 orientação ao aluno quanto ao posicionamento correto da agulha no momento da punção e para discriminação táctil do processo a ser registrado na memória. O emprego de partes descartáveis (31 ), localizadas na topografia onde se dá o treinamento de habilidades, assim como a sua rápida remoção e troca, permite a realização de maior número de repetições sem implicar custo maior, por serem pequenas e substituíveis e se acomodarem firmemente sobre as fenestras existentes no torso (9) e em seu revestimento, tornam o treinamento mais dinâmico e menos dispendioso.
O revestimento artificial do torso (9) apresenta umidade, distensibilidade, ductibilidade, resposta ao toque e palpação, resposta ao corte e à sutura, semelhantes as dos tecidos humanos, gerando realismo que qualifica o treinamento dos profissionais. Este revestimento denominado de pele artificial, composta por três camadas de eíastômeros pré-moldados, além de apresentar o aspecto visual e táctil semelhante ao da pele humana se adapta perfeitamente ao relevo da superfície e as suas peculiaridades.
Sendo assim, na face interna do tronco (9) são fixados elementos (31 ) que simulam alguns dos órgãos internos torácicos e que permitem alguns efeitos adicionais como a palpação dos pulmões e a presença de hérnia diafragmática traumática, situações que devem ser descritas e solucionadas pelo aluno em treinamento. Também transitam pelo interior do torso: fixadores, fiação, placas eletrônicas, sensores, baterias e "plugs" para conexão èlétrica e outras.
O simulador proposto ainda dispõe de um sistema de barreiras de luzes infravermelhas que detectam um objeto metálico. A eletrônica embarcada é constituída de quatro placas de circuito impresso (PCI), que são controladas por três processadores independentes e um processador de CPU, que visa à comunicação entre os demais.
A CPU que processa e executa todas as informações irradiadas das placas posicionadas junto à parte interna das fenestras cervical, torácicas anteriores, torácicas laterais, xifoide e abdominal, que recebe os sinais dos sensores ali instalados e comanda os efeitos relativos a cada procedimento, bem como o acionamento e interrupção dos mesmos por controle remoto.
As PCI funcionam através de um processador que comanda uma barreira de luz infravermelha e uma barreira de receptores de infravermelho. Ao longo do tempo, este processador envia um pulso de varredura para a barreira de luz a fim de verificar se algo interrompeu a passagem de luz. Caso haja interrupção, o processador enviará um comando informando a CPU e emitirá um sinal de alerta ao profissional. Com isso, para PCI sensor do Coração, é recebido um comando para ascender um LED infravermelho convencional que informará o toq ue do instrumento no pericárdio, enquanto para a PCI sensor da traqueia e as PCIs sensores do Tórax são emitidos alertas sonoros.
PCI da CPU: o processamento desta placa depende das demais PCIs das quais recebe os pulsos de comando. Para determinados comandos o processador central acionará um sinal sonoro, para um tipo particular de comando acionará um LED de infravermelho convencional com o intuito de demonstrar que o instrumento tocou o pericárdio.
Além do processamento dos sinais das placas periféricas, a CPU tem em seu layout uma bateria recarregável para o uso fora da rede elétrica convencional com autonomia de aproximadamente duas horas de uso ininterrupto. A CPU possui ainda, uma entrada no padrão PS2 para o controle remoto que tem como funções: ativar e desativar o sinal sonoro da traqueia; ativar e desativar os sinais sonoros do tórax; ativar e desativar o sinal luminoso do toque no pericárdio; rotar o coração e ajuste o volume de áudio.
Sendo assim, a partir da implementação do sistema é possível: detectar a penetração de uma agulha na região cervical anterior, na zona da traqueia, na região torácica anterossuperior, ao nível do segundo espaço intercostal e região torácica lateral, ao nível do quinto espaço intercostal, e acionar um sinal sonoro; detectar o toque de um instrumento cirúrgico no pericárdio e acionar um sinal luminoso que indicará este toque.
As figuras e descrição realizadas não possuem o condão de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas nesta invenção, de modo que as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma ilustrativa e não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação do conceito inventivo ora revelado e que não fujam do espectro de proteção delineado nesta invenção. Tratou-se no presente relatório descritivo de um peculiar e original, tronco humano simulador para treinamento de procedimentos cirúrgicos, dotado de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial e, consequentemente, revestido de todos os requisitos essenciais para a concessão do privilégio pleiteado.

Claims

REIVINDICAÇÕES:
1 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS constituído de estrutura do torso (9), peças de encaixe representativas de órgãos, revestimento externo representando a pele,
5 fenestras (1 1 ), (12), (13), (14), (15) e camadas de gordura e de músculos caracterizado por apresentar sistema eletrônico de monitoramento de procedimentos e peças representativas de órgãos descartáveis (31 ).
2 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS conforme reivindicação 1 caracterizado por lo apresentar na fenestra (1 1 ) uma estrutura (20) preenchida por estruturas serpentiformes, preferencialmente plásticas, e um esgotador (22).
3 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 1 caracterizado pela estrutura do coração (32) constituir em abóboda elastomérica (25), uma base i s rígida (6) com uma cavidade (26).
4 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 1 e 3 caracterizado pelo sistema de engrenagens ligado a um micro motor ser acoplado à base do coração (32).
20 5 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE
PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 1 caracterizado por dispor de duas placas eletrônicas dotadas de micro sensores de LED infravermelho na região entre a cartilagem tireóide (16) e o tubo traqueal (17) e na região torácica anterossuperior do torso (14).
25 6 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE
PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 1 caracterizado por dispor de colunas de sensores no pericárdio.
7 - TRONCO HUMANO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE
PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 1 caracterizado 30 pelas peças descartáveis (31 ) constituírem de moldura plástica (28), camadas de tecidos (29) e uma extrusão (30). 8 - SISTEMA ELETRÔNICO PARA RONCO SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS caracterizado por ser constituído por pelo menos 4 placas de circuito impresso (PCI) controladas por processadores independentes e pelo menos um processador CPU.
9 - SISTEMA ELETRÔNICO PARA TRONCO SIMULADOR PARA
TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 8, e ainda caracterizado pelas placas de circuito impresso (PCI) através de um processador independente promoverem uma barreira de luz infravermelha e uma barreira de receptores infravermelhos.
10 - SISTEMA ELETRÔNICO PARA TRONCO SIMULADOR PARA
TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 8, e ainda caracterizado pela CPU possuir uma entrada no padrão PS2 para o controle remoto do sistema.
11 - PROCESSO DE SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS caracterizado por compreender as seguintes etapas:
a) O processador individual comandar uma barreira de luz infravermelha é de receptores de infravermelho;
b) Enviar um pulso de varredura para a barreira de luz;
c) Detectar a presença de um material pela interrupção de passagem da luz;
d) Enviar um comando para a CPU; e
e) Retomar com um sinal de alerta para o profissional.
12 - PROCESSO DE SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 11 , e ainda caracterizado pela interrupção de emissão de luz na PCI sensor do coração retomar com um sinal ascendendo um LED infravermelho.
13 - PROCESSO DE SIMULADOR PARA TREINAMENTO DE PROCEDIMENTOS CIRÚRGICOS, conforme reivindicação 1 1 , e ainda caracterizado pela interrupção de emissão de luz na PCI sensor da traqueia e nas PCIs sensores do Tórax emitirem um alerta sonoro.
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