Diseño optimizado de herramientas de precisión basado en criterios ergonómicos: modelado paramétrico con CAD/CAM/CAE y prototipado rápido

Abstract

En los últimos años las técnicas de cirugía de mínima invasión (CMI) gracias a los avances tecnológicos se han introducido rápidamente en la practica quirúrgica, erigiéndose como gran alternativa a las técnicas radicionales de cirugía abierta. Este cambio se debe en gran parte a las ventajas que tiene para el paciente, tanto durante la cirugía como en su recuperación postoperatoria. Sin embargo, los procedimientos prolongados y la elevada complejidad tecnológica que exige la cirugía de mínima invasión así como el uso de equipos e instrumental quirúrgico poco adaptado a la misma implican una serie de inconvenientes para el cirujano. Estos problemas son debidos en gran parte a las deficiencias ergonómicas del instrumental que utilizan en la actualidad. El diseño inadecuado de este instrumental causa fatiga muscular y lesiones importantes a los cirujanos como parestesia, síndrome del túnel carpiano, etc., obligándoles a permanecer durante varios días e incluso semanas sin poder realizar intervenciones, lo que supone costosas perdidas tanto de tiempo como de dinero. En las últimas décadas la investigación dirigida a este tipo de intervenciones se ha centrado en el perfeccionamiento de la técnica y en la evaluación de la relación entre coste-efectividad, siendo más escaso los estudios desarrollados sobre la ergonomía en el campo del instrumental quirúrgico. El objetivo de este trabajo de Tesis es mejorar el diseño del mango de una pinza de cirugía laparoscópica, en base a criterios antropométricos, para conseguir un diseño paramétrico óptimo del mango que mejore la ergonomía de uso de este instrumental y elimine los problemas que sufren actualmente los cirujanos.

In the last few years, as a result of technological breakthroughs, minimally invasive surgery (MIS) techniques have been rapidly implemented in surgical practice and have proven to be an excellent alternative to traditional open surgery techniques. This change is chiefly due to the benefits they bring to the patient, during both the surgery and the post-operative recovery. However, the prolonged procedures and the high technological complexity required by the techniques as well as the use of inappropriate equipment and surgical instruments entail a number of disadvantages for surgeons. These problems are largely due to the ergonomic shortcomings of the instruments surgeons currently use. The unsuitable design of these instruments leads to muscle fatigue and significant injuries such as paraesthesia, carpal tunnel syndrome, etc., preventing them from performing operations for several days or even weeks, with the resulting costly losses in terms of both time and money. In recent decades, research into this kind of operation has focussed on perfecting the techniques and assessing their cost-effectiveness relationship, while there have been fewer studies devoted to ergonomics in the field of surgical instruments. The aim of this thesis is to improve the design of the handle of laparoscopic surgical clamps upon the basis of anthropometric criteria, in order to achieve an optimal parametric design for the handle which enhances the ergonomics of use of this instrument and eliminates the problems currently faced by surgeons.