Elaboracion de un simulador tridimensional para la practica de cirugia abierta y artroscopica de la columna cervical
Autor: Zapata Acosta, Agustin
Asesor: Echeverry Raad, Jairo (Thesis advisor)
Fecha: 2018-01-07
Programa: Bogotá - Medicina - Especialidad en Anestesiología y Reanimación
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: La simulación en cirugía ortopédica de columna por medio de modelos virtuales o físicos, ha demostrado ser un instrumento poderoso para brindarle al profesional las capacidades técnicas y herramientas necesarias para llevar a cabo procedimientos de alta complejidad en un ambiente seguro. Sin embargo el uso de un simulador tridimensional real que ejemplifique los reparos anatómicos y estructuras para la práctica de abordaje anterior de columna cervical, no se encuentra disponible como recurso de entrenamiento.      Objetivo: realizar un modelo tridimensional de la columna cervical anterior con las características anatómicas de las diferentes estructuras del cuello, que permitan simular el abordaje y los procedimientos quirúrgicos en ortopedia. Metodología: Partiendo de conocimientos quirúrgicos y anatómicos, análisis de tejidos en cirugía y el estudio comparativo de materiales; se desarrollan tres fases de diseño. Una primera fase en la cual se crean moldes de estructuras anatómicas a partir de modelos físicos. En la segunda fase se realiza el diseño y ensamblaje de  un simulador en una tabla anatómica que simula el cuello y una última fase donde se recrea un ambiente quirúrgico de prueba. Resultados: Es posible recrear todos los tejidos existentes en el abordaje cervical anterior, empleando silicona, látex, poliuretano y microfibras que recrean la sensación haptica del procedimiento. Conclusión: Con este simulador se logra adquirir mayor destreza en la identificación de la anatomía al realizar el abordaje quirúrgico, permitiendo realizar: osteosíntesis en fracturas de odontoides, artroscopia, disectomias, artrodesis con placas, reemplazos discales y uso de cajas de fusión intersomática

Elaboración de un simulador
tridimensional para la práctica de
cirugía abierta y artroscópica de la
columna cervical.
Agustín Zapata Acosta
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de medicina, Departamento de cirugía
Unidad de ortopedia y traumatología
Bogotá, Colombia
2018Elaboración de un simulador
tridimensional para la práctica de
cirugía abierta y artroscópica de la
columna cervical
Agustín Zapata Acosta
Tesis o trabajo de investigación presentada(o) como requisito parcial para optar al título
de:
Especialista en Ortopedia y traumatología
Director:
(Especialista en cirugía de columna y acetábulo.) Fernando Torres Romero.
Línea de Investigación:
Simulación medica
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de medicina Departamento de cirugía
Unidad de ortopedia y traumatología
Bogotá, Colombia
2018A mi familia a mis profesores y pacientes.
Motor y ejemplo de vida.
oAgradecimientos
Al profesor y maestro Dr. Fernando Torres Romero, docente de la universidad del módulo
de columna, quien con sus conocimientos, su labor cotidiana y ejemplo, motivo el trabajo
constante para la realización de este proyecto.Resumen y Abstract IX
Resumen
La simulación en cirugía ortopédica de columna por medio de modelos virtuales o físicos,
ha demostrado ser un instrumento poderoso para brindarle al profesional las capacidades
técnicas y herramientas necesarias para llevar a cabo procedimientos de alta complejidad
en un ambiente seguro. Sin embargo el uso de un simulador tridimensional real que
ejemplifique los reparos anatómicos y estructuras para la práctica de abordaje anterior de
columna cervical, no se encuentra disponible como recurso de entrenamiento.
Objetivo: realizar un modelo tridimensional de la columna cervical anterior con las
características anatómicas de las diferentes estructuras del cuello, que permitan simular
el abordaje y los procedimientos quirúrgicos en ortopedia. Metodología: Partiendo de
conocimientos quirúrgicos y anatómicos, análisis de tejidos en cirugía y el estudio
comparativo de materiales; se desarrollan tres fases de diseño. Una primera fase en la
cual se crean moldes de estructuras anatómicas a partir de modelos físicos. En la segunda
fase se realiza el diseño y ensamblaje de un simulador en una tabla anatómica que simula
el cuello y una última fase donde se recrea un ambiente quirúrgico de prueba. Resultados:
Es posible recrear todos los tejidos existentes en el abordaje cervical anterior, empleando
silicona, látex, poliuretano y microfibras que recrean la sensación haptica del
procedimiento. Conclusión: Con este simulador se logra adquirir mayor destreza en la
identificación de la anatomía al realizar el abordaje quirúrgico, permitiendo realizar:
osteosíntesis en fracturas de odontoides, artroscopia, disectomias, artrodesis con placas,
reemplazos discales y uso de cajas de fusión intersomática
Palabras clave: Columna cervical, simulador quirúrgico, abordaje anterior, haptica,
habilidad quirúrgica.X Título de la tesis o trabajo de investigación
Abstract
The simulation in spine orthopedic surgery by means of virtual or physical models, has
proved to be a powerful instrument to provide the professional with the technical capabilities
and tools necessary to carry out highly complex procedures in a safe environment.
However, the use of a real three-dimensional simulator that exemplifies anatomical repairs
and structures for the practice of anterior cervical spine approach is not available as a
training resource.
Objective: to perform a three-dimensional model of the anterior cervical spine with the
anatomical characteristics of the different structures of the neck, which allow to simulate
the approach and surgical procedures in orthopedics. Methodology: Based on surgical and
anatomical knowledge, tissue analysis in surgery and the comparative study of materials;
three design phases are developed. A first phase in which molds of anatomical structures
are created from physical models. In the second phase, the haptic sensation of the
materials with the tissues to be represented is evaluated in a comparative manner and a
final phase where a surgical test environment is recreated. Results: It is possible to recreate
all the existing tissues in the anterior cervical approach, using silicone, latex, polyurethane
and microfibres that recreate the haptic sensation of the procedure. Conclusion: With this
simulator it is possible to acquire greater skill in the identification of the anatomy when
performing the surgical approach, allowing to perform: osteosynthesis in odontoid
fractures, arthroscopy, disectomies, arthrodesis with plates, disc replacements and use of
intersomatic fusion boxes.
Keywords: Cervical spine, surgical simulator, anterior approach, haptic, surgical
skill.Contenido XI
Contenido
Pág.
1. Planteamiento del problema y objetivos ................................................................. 5
1.1 Objetivo general ........................................................................................................... 5
1.2 Objetivos específicos ..................................................................................................... 6
2. Marco teórico ......................................................................................................... 7
2.1 Relaciones anatómicas en la movilidad del cuello ......................................................... 7
2.2 Utilidad del abordaje anterior de columna cervical ....................................................... 8
3. Metodología para la creación de un módulo de simulación ................................... 11
3.1 Análisis de materiales sintéticos. ................................................................................ 11
3.2 Creación de moldes a partir de modelos físicos ........................................................... 12
3.3 Diseño y ensamblaje de un simulador anatómico ....................................................... 15
3.4 Ejercicio quirúrgico de prueba .................................................................................... 19
4. Resultados ............................................................................................................ 23
4.1 Resultados .................................................................................................................. 23
5. Conclusiones y recomendaciones .......................................................................... 25
5.1 Conclusiones .............................................................................................................. 25
5.2 Recomendaciones ...................................................................................................... 25Contenido XII
Lista de figuras
Pág.
ILUSTRACIÓN 1MODELO FÍSICO COLUMNA CERVICAL 12
ILUSTRACIÓN 2 MODELO COLUMNA CERVICAL VISTA ANTERIOR 13
ILUSTRACIÓN 3 MOLDE EN SILICONA DE COLUMNA CERVICAL 13
ILUSTRACIÓN 4 ELEMENTO OSEO EN SILICONA 14
ILUSTRACIÓN 5MOLDE DE CUELLO EN SILICONA Y LATEX 14
ILUSTRACIÓN 6MOLDE DE COMPONENTE MUSCULAR DEL CUELLO 15
ILUSTRACIÓN 7CARTILAGO TIROIDES, CRICOIDES Y HUESO HIOIDES 15
ILUSTRACIÓN 8CAJA BASE DE COLUMNA CON IMÁN 16
ILUSTRACIÓN 9COSMESIS CERVICAL EN SILICONA 16
ILUSTRACIÓN 10TORNILLO QUE SUJETA SISTEMA OSEO 17
ILUSTRACIÓN 11ESTRUCTURAS VASCULARES Y ESÓFAGO MAS TRÁQUEA 17
ILUSTRACIÓN 12CAPA EXTERNA, INSERCIÓN DE CARTÍLAGOS 18
ILUSTRACIÓN 13CAPA INTERNA CON ESTRUCTURA VASCULAR Y TRAQUEA 18
ILUSTRACIÓN 14PLATISMA EN DISECCIÓN SUPERFICIAL 19
ILUSTRACIÓN 15ESTRUCTURAS VASCULARES Y TRÁQUEA PLANO PROFUNDO 19
ILUSTRACIÓN 16COLOCACION DE CAJA EN ESPACIO INTERDISCAL 20
ILUSTRACIÓN 17COLOCACION DE PLACA DE FIJACIÓN INTERSOMATICA 20Contenido XIIIContenido XIVContenido XVIntroducción
La literatura mundial promueve y avala el uso de la simulación médica como herramienta
poderosa en la enseñanza de habilidades médico quirúrgicas.
Satava et al,fue el primero que introdujo en concepto de la formación médica basada en
el uso de simuladores a principios de 1990. Sus estudios prospectivos aleatorizados doble
ciego, aportaron una evidencia cuantitativa al entendimiento de esta nueva herramienta
para la enseñanza médica que hoy en día adquiere mayor importancia en el medio
académico. (1,4)
En lo que respecta a la simulación de cirugía ortopedia en columna, se ha avanzado en la
búsqueda de métodos de práctica que puedan brindarle al profesional en entrenamiento
las capacidades técnicas y las herramientas necesarias para llevar a cabo procedimientos
de alta complejidad 3. Las diversas publicaciones han corroborado la utilidad de entrenar
al cirujano de columna en ambientes simulados para el desarrollo de habilidades básicas
favoreciendo un entorno más seguro al paciente y una optimización de los tiempos
quirúrgicos. Sin embargo, el uso de simuladores para el abordaje anterior a la columna
cervical anterior, se limita a modelos de entrenamiento óseo, sin referencia de tejidos
blandos ni reparo anatómico alguno diferente al esqueleto. Esto sin duda alguna, dificulta
la interpretación de las relaciones anatómicas en un segmento tan exigente y complejo
donde se involucran estructuras nerviosas, vasculares y gástricas como lo es el cuello.2 Introducción
En Colombia hasta la fecha no se han publicado trabajos sobre el desarrollo científico,
elaboración ni manufactura de simuladores secos para la práctica de cirugía ortopédica en
columna cervical anterior que incluyan el abordaje anatómico y permitan realizar
procedimientos en esta porción del raquis.
Estudios que comparan la utilidad de los simuladores a partir de su costo beneficio en
programas curriculares universitarios para residentes de ortopedia y traumatología han
demostrado que a pesar de su costo elevado, es alta la conveniencia del uso de estos, no
solo debido al estímulo constante se enseñanza y aprendizaje, sino que demuestran cómo
se potencia la adquisición de habilidades3,4,5
La palabra háptica proviene del griego hápto que se refiere al tacto7; se define entonces
como la experiencia no visual ni auditiva que percibe el individuo al realizar una tarea. Sin
embargo, el ejercicio quirúrgico además de requerir una representación háptica, exige una
experiencia sensorial visual que ejemplifique la realización de la tarea y esto se basa en la
cosmesis que representa el elemento a intervenir. Es asi como para recrear una
experiencia multisensorial se exigen la combinación de elementos táctiles y visuales que
ofrecen un reto interpretativo a las condiciones hipotéticas reales que se le presentan al
cirujano en un contexto quirúrgico6,7,9
Realizar un modelo tridimensional de la columna cervical anterior con las características
anatómicas de las diferentes estructuras del cuello, que permitan simular el abordaje y los
procedimientos quirúrgicos en ortopedia, permite estimular en el residente la concepción
haptica de las estructuras adyacentes a la columna, creando un ejercicio no solo de tarea
sino de trabajo para complementar el conocimiento integral del procedimiento quirúrgico8.Introducción 3
Es posible cometer errores en un simulador en seco tridimiensional que emule los reparos
anatómicos vitales, sin embargo su ejecución acarrea la autoevaluación y la puesta en
marcha de mecanismos mentales en búsqueda del error. Obtener esta respuesta
psicologica, como ejercicio quirúrgico antes de abordar un paciente real, así como prever
entre otras el uso y conocimiento del instrumental, la posición de los vasos carotideos,
nervio vago, laríngeo recurrente e intervalos en el abordaje, son la razón que explica
porque la simulación medica cada día se establece más en el campo científico como la
primera medida de entrenamiento que se debe tener antes de entrar a salas de cirugía10,11.
.1. Planteamiento del problema y objetivos
Comprender la anatomía tridimensional de la columna cervical, involucra el entendimiento
de múltiples disciplinas y sistemas que tienen relación en el cuello. Es asi como todas las
estructuras vitales tienen relación anatómica con la columna cervical anterior y se
involucran en su abordaje, pero la anatomía aplicada a este último, más que contar con
las estructuras, exige la relación e interconexión de las mismas, así como la interacción
anatómica que ellas presentan en un campo quirúrgico como punto de referencia a la hora
de realizar el procedimiento quirúrgico3,4,5. Es por este motivo que la realización de un
simulador incluye la revisión de la relación anatómica de los componentes que se
involucran en un espacio intermuscular y nervioso donde se interrelacionan entre si para
dar la concepción de un espacio tridimensional. Así mismo es necesario tratar
componentes y materiales utilizados para emular las características táctiles en el tejido13,15.
En Colombia existe una deficiencia en la formación simulada de especialistas. Si bien
algunas universidades cuentan ya con laboratorios de prácticas, la adquisición de equipos
y el mantenimiento de los mismos o acceso de estudiantes a ellos sigue siendo precaria
por los altos costos y dificultades en su adquisición. Se hace necesario entonces estimular
la creación nacional de simuladores que permitan a bajo costo, tener acceso a dichos
recursos con la tecnología existente en el país y aplicando los altos estándares académicos
y el prestigio con la que cuenta la comunidad científica para dar este tipo de aportes a la
sociedad médica14,16,17.
1.1 Objetivo general
Realizar un modelo seco tridimensional de la columna cervical anterior con las
características anatómicas de las diferentes estructuras del cuello, que permita simular el
abordaje y los procedimientos quirúrgicos en ortopédia.6 Título de la tesis o trabajo de investigación
1.2 Objetivos específicos
Desarrollar un modelo tridimensional del cuello que permita identificar las diferentes
estructuras anatómicas que se visualizan en los diferentes abordajes de la columna
cervical anterior, reproduciendo la sensación haptica de los tejidos.
Fabricar un simulador óseo de la columna cervical anterior, compatible con la densidad
ósea, en el cual se puedan realizar diferentes tipos de osteosíntesis utilizando placas,
tornillos, clavos y dispositivos intervertebrales2. Marco teórico
2.1 Relaciones anatómicas en la movilidad del cuello
En la columna cervical encontramos diferentes tipos de movimientos no solo de flexión
como de extensión del cuello sino el pivote de la cabeza en torno al eje vertebral. Para
lograr realizar estos movimientos encontramos 3 piezas óseas que se interrelacionan
estrechamente, las cuales son el hueso occipital, la vértebra cervical atlas (C1) y la
vértebra cervical Axis (C2) 9,10.
La articulación atlanto-occipital es una articulación sinovial de tipo elipsoidea (bicondílea
doble) en la cual los dos cóndilos del occipital se articulan en las carillas articulares del
atlas, esta articulación está reforzada por los ligamentos anteriores, posteriores y laterales,
además de la membrana Atlanto-occipital posterior. La articulación Atlanto-Axoidea se
compone por dos articulaciones distintas. La articulación Atlanto-axoidea lateral, la cual es
una articulación de tipo sinovial plana que se encuentra entre las apófisis articulares de
una vértebra y las apófisis articulares de la vértebra sub-siguiente. Y la articulación Atlanto-
axoidea medial, gracias a esta articulación se presenta la gran libertad de movimiento de
la cabeza con respecto al eje de la columna cervical; tiene dos superficies articulares que
son el anillo del atlas y la apófisis odontoides del axis. La articulación presenta su
estabilidad gracias a la membrana tectoria, la cual se extiende desde el foramen magno
hasta la cara posterior del axis y está conformada por los ligamentos: occipito-axoideo
medio y los ligamentos occipito-axoideos laterales. Finalmente, la apófisis odontoides se
encuentra sujeta al foramen magno mediante los ligamentos alares y el ligamento del
vértice del diente.15,16,178 Título de la tesis o trabajo de investigación
La articulación entre el axis (C2) y la tercera vértebra cervical (C3) presenta escasa
movilidad a diferencia de la porción más inferior de la columna cervical donde se presentan
acentuados movimientos de flexión, extensión, inclinación lateral y rotación.18
10
La amplitud del movimiento de flexoextensión del cuello es de aproximadamente 90 a 60°
de extensión y de 30 a 40°de flexión, la rotación del cuello es aproximadamente de 180°.11
Estos movimientos que se pueden generar en la región cervical se dan gracias a la acción
conjunta de diferentes músculos los cuales se desempeñan así: 1. El movimiento de flexión
cervical está dado por: el músculo largo de la cabeza, músculo largo del cuello, músculo
esternocleidomastoideo, músculo escaleno y músculo recto anterior de la cabeza. Además
presentan acción flexora sinérgica el músculo cutáneo del cuello y el músculo omohioideo.
El movimiento de extensión cervical está dado por: el músculo trapecio, el músculo dorsal
largo, el músculo multífido de la cabeza y del cuello, el músculo oblicuo de la cabeza y los
músculos rectos posteriores mayor y menor de la cabeza. Los extensores sinérgicos del
cuello estarán comprendidos por la musculatura extensora del raquis dorsal y lumbar20,21.
2.2 Utilidad del abordaje anterior de columna cervical
El abordaje cervical anterior es uno de los más utilizados como vía única o combinada en
cirugía cervical. Sus usos más comunes incluyen patología degenerativa, infecciosa,
traumática o tumoral.12,23 La cirugía cervical con abordaje anterior se realizó originalmente
por Bayley y Bayley en los años 50’s, y la técnica fue descrita por Cloward, Smith y
Robinson en 1958.24 Esta novedosa técnica quirúrgica de acceso por vía antero-lateral a
la columna cervical, permite un abordaje más rápido y seguro a la columna cervical
Este tipo de abordaje se pueden realizar por medio de diversos tipos de incisiones, ya sean
transversas o longitudinales, de acuerdo a los segmentos cervicales que se desean
intervenir. a nivel de los segmentos C3 y C4 donde se realizará la incisión horizontal en el
tercio del cuello proximal a la rama mandibular. Para los segmentos C5 y C6 a nivel del
cartílago cricoides y para los nivele entre C7 A T1 se realizará en el tercio del cuello
proximal a la clavícula. En el abordaje anterior se procede a través de piel, tejido celular¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. 9
subcutáneo, el músculo platisma y la fascia cervical superficial, dando paso a los grupos
musculares y el paquete vasculonervioso del cuello ( arteria carótida, vena yugular y nervio
vago). Al seguir avanzando se procede a través de la fascia media del cuello, los grupos
musculares profundos del cuello (infrahioideos) y se retrae el paquete visceral (faringe,
esófago a partir de C5 y tráquea) para exponer la fascia pre vertebral. Una vez allí se
ubican las estructuras de la columna cervical y se procede según los requerimientos
técnicos específicos del procedimiento a realizar.12,13 Durante el abordaje de la columna
cervical se manipulan estructuras vitales, las cuales, en caso de sufrir cualquier tipo de
lesión pueden llevar a consecuencias irreversibles e incluso la muerte. Algunas de las
estructuras que más comúnmente se manipulan durante un abordaje cervical anterior son:
Arteria carótida interna, vena yugular, ramas arteriales de alto calibre, estructuras
nerviosas de la médula espinal, como el nervio vago o laríngeo recurrente, sistema
radicular pre y pos ganglionar, esófago, tráquea16,17,20.
En las fracturas de C2 (Axis) que se aproximan al 10% de las lesiones de la columna
cervical,14 generalmente están representadas por las fracturas de la apófisis odontoides,
Estas fracturas se clasifican como: tipo I fractura del ápice de la odontoides, tipo II que
corresponde a una fractura de la base de la odontoides y tipo III que consiste en una
fractura del cuerpo del axis.,14 Las fracturas de odontoides tipo II, debido a la gran
inestabilidad y movilidad que presentan, deben tratarse en forma quirúrgica. Según la
fractura se determinará el tipo de tratamiento: en fracturas con trazo oblicuo anteroposterior
descendente se realiza un abordaje anterior, reducción de la fractura y estabilización con
un tornillo de compresión.14 En cambio, si el trazo es oblicuo invertido se puede manejar
en forma conservadora o realizando compresión interfragmentaria o mediante artrodesis
transarticular de C1-C222
Las corpectomias y discectomias cervicales han sido descritas para el tratamiento de
mielopatías cervicales de origen espondilótico y espondiloatrósico; así como para el
manejo quirúrgico de descompresiones medulares, radiculopatías, inestabilidad traumática
y patologías degenerativas.16,17 En el manejo quirúrgico de estas patologías se repetirá el
abordaje anterior para acceder a los cuerpos vertebrales cervicales, a partir de ahí y para
realizar una corpectomía o discectomía cervical, se procede a disecar el ligamento
longitudinal vertebral común anterior en los niveles cervicales necesarios y se tomará como
punto límite el ligamento longitudinal vertebral común posterior para determinar la remoción
completa del cuerpo vertebral o del disco intervertebral respectivo10 Título de la tesis o trabajo de investigación
La discectomía asociada a artrodesis por abordaje anterior con fijación de los cuerpos
vertebrales mediante placas es una de las mejores soluciones quirúrgicas a la patología
discal.17 el uso de placas y su adecuada fijación disminuyen complicaciones
postoperatorias como el desplazamiento anterior del injerto y el colapso con cifosis del
espacio discal.17 los mecanismos de artrodesis post-discectomía se encaminan a dar
estabilidad a la dinámica articular cervical por medio del soporte mecánico que ofrece la
osteosíntesis y eventualmente por la fusión de los elementos óseos23
El reemplazo total discal es una alternativa al manejo quirúrgico de la artrodesis.19 En este
manejo se utiliza una prótesis discal cuyo objetivo será brindar la estabilidad necesaria a
la articulación, sin permitir la fusión ósea y la consecuente pérdida de movimiento
intervertebral.20
El uso de los cajetines espinales también llamados cajas de fusión cervical o cajas de
PEEK para manejo quirúrgico de la discopatía cervical dada por mielopatía o radiculopatí
ha ido aumentando dado que estos permiten que se aumente la altura del foramen cervical
y la corrección de la cifosis cervical, evitan la necesidad de realizar un autoinjerto21,22,23.
.3. Metodología para la creación de un módulo
de simulación
En primer lugar se realiza una búsqueda sistemática de la literatura en base de datos de
pubmed, empleando la combinación de términos surgical spine simulator education,
training empleando operadores bolerianos and, or, not en diferentes convinaciones durante
los años 1990 a 2017, obteniendo 50 artículos relacionados a la búsqueda. La gran
mayoría publicados por neurocirujanos. Una vez revisados los abstrac se logran
seleccionar 12 artículos que incluyesen el tema de simulación médica en columna cervical
anterior de los cuales se descartaron artículos donde se emplean simuladores virtuales.
Se encontró un artículo donde se explica la utilidad de un simulador de columna cervical
anterior que se dio a conocer en el congreso nacional de neurocirujanos en el 2012 pero
no se explica la creación del simulador, sino más su utilidad en la práctica clínica asociado
a la evaluación teórico clínica con excelentes resultados educacionales para residentes.
Análisis de materiales sintéticos.
3.1
A partir de la poca literatura encontrada al respecto, se ejecuta una metodología donde se
realiza de manera comparativa el análisis de materiales con respecto a dos aspectos
fundamentales: la sensación haptica del material sintético y la cosmesis que le aporta a la
estructura emulada.
Es así como con la experiencia de múltiple cantidad de materiales, se encuentran como
útiles la espuma de poliuretano, la silicona, el caucho de silicona y el látex natural como
elementos que pueden ejemplificar con la ayuda moldes y tinturas las estructuras del cuello
que se involucran en el abordaje cervical anterior.12 Título de la tesis o trabajo de investigación
Este conocimiento se aplica entonces a la manufactura del modelo a partir de tres pases
de trabajo divididas en : una primera fase que consiste en la creación de moldes a partir
de modelos físicos, la segunda fase se realiza el diseño y ensamblaje de un simulador en
una tabla anatómica que simula el cuello y una última fase donde se recrea un ambiente
quirúrgico de prueba
3.2 Creación de moldes a partir de modelos físicos
La primera fase fue el diseño detallado de las diferentes estructuras anatómicas a
ejemplificar. Es así como se realiza a través de dibujos, imágenes reales sobre
procedimientos quirúrgico y la experiencia de expertos, el diseño por capas de los
diferentes modelos físicos y sus respectivos moldes de diferentes tamaños y piezas
empleando insumos como alginato, yeso, silicona automotriz, plastilina y caucho de
silicona para generar una copia idéntica al hueso real y el diseño de estructuras blandas
por capas.
A partir de la creación de los modelos físicos se obtiene el molde de la columna cervical,
del componente muscular, los cartílagos cricoides, tiroides y hueso hioides. y los nervios
laríngeo recurrente y vago.
Ilustración 1Modelo físico columna cervical¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.apítulo 3 13
Ilustración 2 Modelo columna cervical vista anterior
Figura.
Ilustración 3 molde en silicona de columna cervical14 Título de la tesis o trabajo de investigación
Ilustración 4 elemento oseo en silicona
Ilustración 5molde de cuello en silicona y latex¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.apítulo 3 15
Ilustración 6molde de componente muscular del cuello
Ilustración 7cartilago tiroides, cricoides y hueso hioides
3.3 Diseño y ensamblaje de un simulador anatómico
Mediante el estudio de la anatomía, las diferentes texturas y características de tejidos
hallados a nivel de la columna cervical anterior asi como su ubicación disposición con16 Título de la tesis o trabajo de investigación
respecto a relaciones anatomías y la vías de abordaje cervical se realizó un marco de base
en polipropileno con un sistema de fijación posterior con ventosas para estar adherido a
una superficie y con sistemas de imanes en el borde anterior que permite adherir
estructuras anatómicas por planos.
Ilustración 8Caja base de columna con imán
Ilustración 9Cosmesis cervical en silicona
(figura)
Desde la parte más posterior hacia anterior; cuenta con un sistema de fijación con tornillo
roscado que sostiene el elemento óseo adherido al simulador ejemplificando además los
micro movimientos que se generan en cirugía al manipular la columna. Los elementos
vertebrales de c1-c7 en su parte anterior realizados en polietileno estructural que permiten
emular las diferentes vertebras de la columna cervical conservando la articulación c1- c2,¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.apítulo 3 17
permitiendo así mismo realizar su intervención. Las estructuras intervertebrales discales
se realizaran ejemplificadas en caucho de silicona flexible que simula las características
propias de dicho tejido. Por planos de superficial a profundo cuenta con elementos
vasculares anatómicos, esófago tráquea y músculos identificados comúnmente en el
abordaje quirúrgico real.
Ilustración 10Tornillo que sujeta sistema oseo
Ilustración 11Estructuras vasculares y esófago mas tráquea
Las estructuras nerviosas fueron realizadas según proporción y ubicación anatómica en
silicona. Así mismo todos los componentes anatómicos fueron integrados por capas El18 Título de la tesis o trabajo de investigación
nivel más superficial posee con una piel sintética que permite incidir en cuello para
identificar las diferentes estructuras.
Ilustración 12capa externa, inserción de cartílagos
Ilustración 13capa interna con estructura vascular y traquea
Para facilitar su múltiple uso, todos los elementos óseos cervicales para realizar la
intervención son intercambiables y permiten aplicar tracción incisión y presión a las
estructuras sin general mayor deterioro.¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.apítulo 3 19
3.4 Ejercicio quirúrgico de prueba
Posterior al desarrollo de las dos fases previas y con un modelo ya ensamblado, se
procede a desarrolar la fase de prueba donde se somete el modelo a un procedimiento
quirúrgico que involucra realziar el abordaje anterior de columna cervical, la disección por
planos, identificación del platisma, identificar los componentes vasculares, asi como el
intervalo a desarrolar en el abordaje quirurgico
Ilustración 14Platisma en disección superficial
Ilustración 15Estructuras vasculares y tráquea plano profundo20 Título de la tesis o trabajo de investigación
Por último, identificar los cuerpos vertebrales y los discos intervertebrales y realizar la
disectomia, colocación de caja cervical, con ayuda de todo el instrumental requerido en
una cirugía real entre ellos; separadores de klowatt, separadores de casper entre otros,
evaluando la fidelidad de los tejidos. Posteriormente , realizar fijación intervertebral con
uso de placas semiconstreñidas de fusión intervertebral.
Ilustración 16colocacion de caja en espacio interdiscal
Ilustración 17Colocacion de placa de fijación intersomatica¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.apítulo 3 214. Resultados
4.1 Resultados
Luego de realizar un análisis detallado, evaluado de manera cualitativa por expertos la
sensación haptica y cosmesis que ofrecen cada uno de los insumos , se logra determinar
que el caucho de silicona puede emular la piel y tejido celular subcutáneo así como los
discos intervertebrales. El poliuretano en espuma puede simular la capa grasa del cuello.
El látex simula el tejido muscular del platisma así como la tráquea y esófago. Los cartílagos
son simulados con la ayuda de silicona rígida así como los cuerpos vertebrales cervicales
Es posible ejemplificar en un simulador tridimensional, todos los componentes anatómicos
encontrados en el abordaje anterior de columna cervical al lograr desarrollar modelos
anatómicos y moldes a partir de las estructuras y reparos conocidos en el abordaje.
La sensación haptica y la cosmesis se pueden representar de manera didáctica y fiel en
un simulador cervical que cuente con el proceso de fabricación descrito conservando los
principios anatómicos establecidos que generen una emulación táctil y física al cirujano.
}
Se requiere asi mismo el conocimiento adecuado de la anatomía, la revisión de la literatura
y la ayuda de expertos para determinar los lineamientos de creación y manufactura que
permitan recrear fielmente los elementos necesarios para realizar procedimientos
quirúrgicos en la columna cervical por abordaje anterior5. Conclusiones y recomendaciones
5.1 Conclusiones
Se realiza el primer prototipo de simulación quirúrgica de columna cervical anterior, creado
con las necesidades del entorno académico nacional. Un módulo versátil de bajo costo que
cumple con las expectativas para realizar: abordaje anteriore de columna cervical e
identificación de la anatomía del cuello. Osteosíntesis en fracturas de odontoides vía
anterior realizando compresión interfragmentaria, asi como discectomias, corpectomias,
artrodesis anterior con placas, reemplazos discales, uso de cajas de fusión intersomática,
utilización de mallas y demás dispositivos utilizados en los diversos tipos de patologías
propias de la columna cervical. Permitira ademas realizar en un futuro, entrenamiento en
artroscopia con la manipulación de tejidos blandos y su cosmesis similar a un tejido óseo.
Es posible realizar modelos de simulación quirúrgica de alta calidad y nivel científico ,
asequible para el personal de la salud, contribuyendo a un aumento significativo en la
adquisición de curvas de aprendizaje en el personal de entrenamiento..
5.2 Recomendaciones
.
Se requiere para futuras investigaciones la validación de las técnicas, la aleatorización de
pruebas y el estudio complementario de otras ayudas académicas para fortalecer el
aprendizaje del personal en entrenamiento.
Además es posible la aplicación de tecnologías de punta empleando sensores o testigos
que demuestren la utilidad del modelo al realizar anuncios de falla o error en los26 Título de la tesis o trabajo de investigación
procedimientos realizados al simulador ya sea con señales táctiles, lumínicas o sonoras
que anuncien un procedimiento fallido o maniobras no indicadas. Esto contribuirá al
crecimiento de la simulación y el desarrollo de otras tecnologías aplicadas.
Dentro de las consideraciones para la aplicación de la simulación en Colombia, es posible
con los recursos existentes y disponibles, crear modelos de alta eficiencia técnica y calidad
científica para bajar costos y estimular el desarrollo de modelos en seco que ejemplifiquen
la simulación de procedimiento en columna cervical anterior, entre otros.Bibliografía
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