10. DESCRIPCIÓN DE LAS PIEZAS.

10. DESCRIPCIÓN DE LAS PIEZAS.
Como se ha detallado en el apartado anterior el dispositivo se encuentra formado por
9 piezas diferentes, que procedemos a describir en este apartado. De estas 9 piezas, el
ensamblaje completo lo forman un total de 23 unidades. El detalle completo de la
geometría y diseño de cada una de estas piezas y del dispositivo una vez ensamblado lo
encontramos en los planos de fabricación anexados.
10.1. Base inferior.
La base inferior es la pieza sobre la que se ensambla todo el dispositivo. El detalle
completo de su geometría puede consultarse en el plano PZ-001 anexado. Se trata de
una base en forma rectangular de 360 por 310 mm llegando en sus puntos más extremos
a una altura de 75 mm. Su superficie superior se ha modificado dándole en su zona
central forma de superficie cilíndrica para adaptarse al contacto con la superficie de la
extremidad del paciente.
Figura 25. Base inferior.
La superficie inferior de esta pieza, completamente plana, se coloca sobre la camilla
del tomógrafo. En los extremos de la superficie superior, encontramos cuatro
perforaciones roscadas de métrica 33, cuya función es albergar cuatro barras inferiores
que formaran el comienzo de las guías inferiores. Todas las esquinas que forman la
geometría bruta de la pieza han sido redondeadas.
En las superficies laterales de la base inferior encontramos cuatro salientes de
42 mm de diámetro y 25 mm de profundidad roscados en su interior también con una
métrica 36 para albergar las otras cuatro barras inferiores que contiene el dispositivo.
Estas barras formaran las guías laterales del dispositivo que abrazan a la camilla sobre la
que reposa la base inferior.
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Aumentando la anchura de esta pieza hasta las propias limitaciones que nos
imponen el tomógrafo y la camilla sobre la que reposa el paciente, conseguimos 3
ventajas. En primer lugar evitamos la necesidad de introducir un grado de libertad
adicional al dispositivo o nuevas piezas intercambiables, ya que con esta pieza podemos
garantizar la utilización ante miembros de gran tamaño. En segundo lugar otorgamos al
dispositivo de una gran estabilidad, haciendo imposible que este vuelque con los
esfuerzos típicos que realiza el cirujano durante la operación, y en tercer lugar
conseguimos maximizar los ángulos que el dispositivo es capaz de alcanzar alejando lo
máximo posible las guías inferiores entre sí.
10.2. Barras inferiores y superiores.
Las barras inferiores y superiores se encuentran descritas con todo detalle en sus
planos de fabricación PZ-002 y PZ-003 respectivamente. El dispositivo consta de ocho
unidades de cada una de estas piezas. Cada una de estas barras consta de 3
configuraciones distintas, en la tabla de la Figura 21 se indica la longitud de cada barra
para cada configuración. Cuatro unidades de estas barras son las que, junto con los
cierres inferiores, forman las guías inferiores del dispositivo. Las otras cuatro unidades
forman las cuatro guías laterales encargadas de alinear el dispositivo. Las barras
inferiores son roscadas a la base inferior del dispositivo, mientras que las superiores son
roscadas cuatro a las piezas laterales y cuatro a las piezas de alineación. Las barras
inferiores poseen un diámetro exterior de 30 mm, igual que el diámetro interior de las
barras superiores, ya que las inferiores sirven de alojamiento a las superiores. Éstas,
dependiendo de la posición necesaria en cada caso, son penetradas en mayor o menor
medida por las barras inferiores. La situación relativa de estas piezas queda finalmente
fijada por los cierres inferiores.
Figura 26. Barra inferior y superior respectivamente.
Como podemos observar en la Figura 26 y en la Figura 27, la barra superior es
fácilmente diferenciable de la inferior, no solo por sus diámetros, sino por la forma
característica de uno de sus extremos, en los que se ha eliminado parte del material del
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cilindro hasta dejarlo con un espesor de 1,5 mm y se le ha realizado cuatro cortes en
forma casi rectangular. El motivo de esta forma característica es el de facilitar la
deformación de la pieza al actuar el cierre inferior sobre ella. Las barras superiores son
roscadas a las piezas laterales mediante una rosca de métrica 39.
Los movimientos relativos que permite el dispositivo entre las barras superiores e
inferiores son los que dotan al ensamblaje de los dos grados de libertad principales. El
movimiento vertical de la base superior, que se realiza moviendo las cuatro guías a la
vez y en la misma medida, y la modificación del ángulo de operación, que se realiza
fijando las dos guías de un mismo lateral del dispositivo, mientras que movemos las del
otro.
Las necesidades del dispositivo nos obligan a permitir el intercambio de las barras
superiores e inferiores por otras exactamente iguales a excepción de su longitud, con
ello dotamos al dispositivo de la capacidad de albergar los miembros de tamaños más
extremos y acceder a los ángulos de operación mas abruptos posibles. Para ello se han
dispuesto barras de 120, 155 y 225 mm de longitud para las barras inferiores y de 75,
110 y 180 mm para las barras superiores (tal y como se muestra en la tabla de la Figura
21). En los planos de ambas barras, PZ-002 y PZ-003, podemos identificar que solo
necesitamos 4 unidades de la configuración mayor, mientras que del resto de
configuraciones necesitamos 8. Esto es debido a que las configuraciones menores de las
barras pueden ser a la vez utilizadas como guías inferiores y laterales, pero las pequeñas
dimensiones de la camilla de operación nos aseguran que nunca necesitaremos utilizar
la configuración mayor como guía lateral.
Figura 27. Detalle del extremo inferior de la barra superior.
Para poder asegurar un trabajo cómodo del equipo médico el reemplazo de estas
piezas se ha diseñado para que sea lo más sencillo posible, ya que únicamente hay que
desenroscar las barras inferiores de la base inferior y sustituirlas por las nuevas y, de
manera análoga, sustituir las barras superiores desenroscándolas de las piezas laterales y
roscar las piezas de reemplazo. No siempre será necesario utilizar las ocho barras de la
misma longitud. Para poder acceder a los ángulos más extremos de operación será
necesario utilizar barras de pequeña longitud en uno de los laterales mientras que en el
lado opuesto las barras necesarias serán las de mayor longitud.
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10.3. Piezas laterales.
Las piezas laterales son las encargadas de guiar el movimiento de las barras en
forma de L, el plano de fabricación correspondiente a esta pieza es el PZ-005. En el
ensamblaje encontramos dos unidades de esta pieza. En la cara inferior de las piezas
laterales encontramos dos salientes en forma cilíndrica de diámetro 48 mm y una
profundidad de 25 mm, con dos taladros roscados concéntricos de métrica 36 y una
profundidad de 20 mm para alojar las barras superiores.
Figura 28. Pieza lateral.
A lo largo de todo su interior encontramos un orificio que aloja a las barras en L. Es
necesario destacar que las dos unidades de esta pieza que componen el ensamblaje
completo del dispositivo no son exactamente idénticas. Únicamente difieren en el
diámetro del taladro interior (de 25 o 30 mm), esta diferencia viene impuesta por el
hecho de que las barras en forma de L de un lateral difieren de las del lateral opuesto.
10.4. Barras en L.
Las cuatro unidades de esta pieza que posee el dispositivo son las encargadas de
formar las guías superiores del mismo. Los detalles de esta pieza los encontramos
detallados en el plano PZ-006. Como podemos observar en la imagen inferior, estas
piezas están formadas por la extrusión de dos círculos concéntricos a lo largo de una
línea en forma de L cuyos ramales miden 125 y 210 mm. La finalidad de esta pieza es
otorgar al dispositivo de la capacidad de modificar el ángulo de ataque de la operación,
para lo que son necesarios dos factores, que la inclinación de la superficie superior del
dispositivo sea admitida por el deslizamiento de las barras en L de un extremo por el
interior de las del otro, y también que la a la base superior se le permita deslizar sobre
estas barras.
Las cuatro unidades que posee el ensamblaje de esta pieza no son exactamente
iguales sino que son iguales dos a dos, ya que para que unas alojen en su interior a las
otras es necesario que difieran en su diámetro. Las piezas de mayor tamaño tienen un
diámetro de 30 mm, mientras que las otras tienen un diámetro exterior de 25 mm.
Ambas tienen un espesor de 2,5 mm. A 100 mm del extremo del ramal más corto de la
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pieza encontramos un saliente en forma cilíndrica de 50 mm de diámetro y 5 mm de
espesor cuya finalidad es apoyarse sobre las piezas laterales haciendo de tope, evitando
así que el conjunto adquiera un grado de libertad adicional que le permitiera moverse a
la mitad superior de la estructura a lo largo del eje axial de la extremidad del paciente.
Figura 29. Barra en L.
10.5. Base superior.
Se podría decir que el conjunto de la base superior y las plantillas son las piezas
principales del dispositivo, sobre las necesidades de movilidad y tamaño de estas piezas
ha sido diseñado el resto del conjunto. En el plano PZ-007 encontramos detallada la
geometría de la base superior. Esta pieza se encuentra formada por un bloque
rectangular de 310 por 150 mm con una altura central de 35 mm y llegando en sus
extremos a alcanzar los 95 mm de altura. Contiene en su interior un corte rectangular en
dos niveles, un primer nivel de 150 por 130 mm de 25 mm de profundidad sobre el cual
se aloja la plantilla y un segundo nivel centrado con el primero de 120 por 100 mm
pasante mediante el cual bajo la plantilla se pueda acceder directamente al miembro del
paciente. En los extremos de esta pieza encontramos los alojamientos de 30 mm de
diámetro para las barras en L que deslizan en su interior. Al igual que la base inferior, la
superficie inferior de esta pieza posee una forma semicilíndrica para que el contacto
entre el miembro del paciente y dicha superficie sea lo más cómodo posible.
Figura 30. Base superior.
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Esta pieza también posee una finalidad adicional, la de evitar de forma eficaz el
movimiento relativo entre la pierna del paciente y el propio dispositivo. Para ello
encontramos dos líneas de orificios de 3 mm de diámetro a los extremos de la pieza,
contiguos al alojamiento de la plantilla, durante el transcurso de la operación. Estos
orificios, como podemos observar en la Figura 31, no tienen todas las mismas
inclinaciones, para conseguir una mayor versatilidad a la hora de terminar de fijar el
dispositivo, a los orificios más extremos se le ha dado una inclinación de 30º. Justo
antes de verificar la posición de la lesión respecto al dispositivo, se introducirá a través
de este orificio un par de agujas que alcanzaran el hueso del paciente. Esta fijación,
junto con la presión que realizan los cierres de las guías principales garantiza la
ausencia de movimiento relativo entre el dispositivo y el paciente.
Figura 31. Detalles base superior. (A) Rosca interior y guía del eje. (B) Taladros de fijación.
La base superior posee en uno de los laterales de sus orificios pasantes un roscado
de métrica 39 y de 15 mm de profundidad tras el cual encontramos un taladro en forma
troncocónica con una profundidad de 25 mm. Estas superficies roscadas son las que
alojaran a los cierres superiores y es la superficie troncocónica la que al entrar en
contacto con ellos los deforman hasta que presionan a las barras en L, fijando así la
posición de la base superior respecto a las barras en L.
Por último, el extremo por donde se introducen las barras en L de menor tamaño
tiene un saliente de 25 mm de diámetro que evita que la base superior pueda “bailar”
sobre sus guías, garantizando el continuo contacto entre el extremo de la base superior y
la barra en L de menor diámetro. Este saliente de la base superior tiene a su vez un
aspecto negativo en el dispositivo, impide que la base superior pueda alcanzar el ángulo
de operación deseado en ambos sentidos, siendo el único sentido posible aquel que tiene
como extremo más alto el lado donde roscan los cierres superiores (siendo el lado más
bajo el propio extremo del saliente). Este hecho deberá ser tenido en cuenta a la hora de
orientar el dispositivo al realizar la operación.
10.6. Plantilla
Como ya se ha destacado en el apartado anterior, la plantilla es una de las piezas
principales del dispositivo. Gracias a su diseño, conseguimos una precisión milimétrica
en la incisión de las cánulas. Las dimensiones de la plantilla las encontramos en su
plano de fabricación correspondiente, con código PZ-008.
Se trata de una placa rectangular de 150 por 130 por 25 mm. En su interior
encontramos una matriz de 18 por 29 orificios de 3 mm de diámetro separados 4 mm
entre sí en cada dirección a través de los cuales se realizara todo el proceso de la
operación. Al obtener una tomografía del dispositivo abrazando al miembro del
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paciente, la geometría de esta pieza nos permitirá conocer bajo que orificio de la matriz
se encuentra el tumor, y, en el caso de que este se encuentre localizado entre dos de
ellos, simplemente remplazando este elemento por otro análogo (con la matriz de
orificios desplazada en el sentido adecuado) conseguiremos la posición deseada.
A los laterales de la matriz de orificios encontramos dos cortes en forma casi
triangular, con ellos conseguimos relacionar cada una de los cortes que obtenemos del
tomógrafo con un corte longitudinal de la pieza, así, en caso de haber una coincidencia
completa entre la localización del tumor y una de las filas de orificios guías
conoceremos de que fila se trata, y, en caso contrario, sabremos entre qué dos filas nos
encontramos y cuál es la plantilla con la que conseguiremos la localización adecuada.
En los extremos de la pieza se han realizado dos cortes semicirculares de 10 mm de
diámetro cuya finalidad es la de facilitar la extracción de ésta del dispositivo.
Figura 32. Plantilla.
Por último, como se puede observar en la Figura 33, cada plantilla dispone de un
distintivo en la esquina superior izquierda con la finalidad de diferenciar rápidamente
cada plantilla del resto. Estos identificadores indican gráficamente el desplazamiento de
la matriz de orificios respecto a la plantilla de referencia. De esta forma la plantilla de
referencia tiene un único orificio en su esquina superior izquierda, la plantilla que tiene
la matriz desplazada horizontalmente tiene como indicativo dos orificios horizontales, la
plantilla que tiene su matriz desplazada verticalmente tiene dos orificios verticales, y
por último, la plantilla que se encuentra desplazada tanto horizontal como verticalmente
tiene como distintivos dos orificios formando un ángulo de 45º entre ellos.
Figura 33. Identificador de las diferentes plantillas.
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10.7. Cierre inferior.
El ensamblaje contiene ocho unidades de esta pieza, una por cada guía inferior y
lateral del dispositivo, su geometría se encuentra descrita en el plano PZ-004. El cierre
inferior es la pieza encargada de fijar la posición de estas guías en función de la
necesidad de la operación.
Figura 34. Cierre inferior.
Esta pieza posee una forma cilíndrica de 51 mm de diámetro exterior y una altura de
44,7 mm, en cuyo interior encontramos una rosca de métrica 39 y tras ella una
superficie con una cierta inclinación. Este detalle es el que permite a la pieza realizar su
función, ya que al intentar roscar completamente la pieza a la barra superior, esta
superficie inclinada entra en contacto con el extremo de la otra pieza, al continuar
forzando este contacto provocamos una pequeña deformación en el extremos de la barra
superior que provoca a su vez que se intensifique el contacto de esta con la barra
inferior evitando así debido al rozamiento de las dos guías entre sí que se permita un
movimiento relativo entre ellas.
10.8. Cierre superior.
Los detalles geométricos de esta pieza los encontramos descritos en el plano PZ009. El funcionamiento de este cierre es muy similar al del anterior, pero en este caso el
cierre es el que realiza la función de la pieza que se deforma, en lugar de la pieza que
provoca la deformación. El dispositivo consta de dos unidades de este elemento
colocadas en uno de los laterales de base superior. Se trata de una pieza cilíndrica de
39 mm de diámetro exterior y 30 mm de interior. Su orificio interior es el que aloja a
las dos barras en forma de L de mayor diámetro. La superficie exterior de esta pieza se
encuentra roscada en la base superior a través de una rosca de métrica 39.
En uno de los extremos de la pieza encontramos unos cortes rectangulares y una
disminución del espesor similar a la descrita en las barras superiores. Su finalidad, al
igual que en el caso anterior, es la de facilitar la deformación de la pieza cuando entra
en contacto con la base superior. Al intentar roscar completamente esta pieza en su
alojamiento, el contacto de la superficie inclinada con la superficie de la base superior
que se encuentra provoca una pequeña deformación en esta pieza que intensifica el
contacto entre ella y la barra que aloja en su interior. Debido a la fricción que se origina
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de este contacto ambas piezas quedan fijadas, impidiendo el deslizamiento de la base
superior a través de las barras en L.
Figura 35. Cierre superior.
10.9. Pieza de alineación.
Esta pieza es la encargada de alinear todo el conjunto con el tomógrafo abrazando el
dispositivo a la camilla. El ensamblaje contiene dos unidades de esta pieza, que se
encuentran roscadas a las barras superiores de las guías laterales del dispositivo. En el
plano PZ-010 encontramos sus detalles geométricos.
Figura 36. Pieza de alineación.
Como podemos observar en la Figura 36 la pieza de alineación está formada por una
base rectangular sobre la que sobresalen dos elementos circulares roscados en su
interior. Es en estas roscas es donde irán colocadas las guías laterales del dispositivo tal
y como se muestra en la Figura 15. Bajo estos orificios encontramos un saliente
rectangular de un espesor muy pequeño (5 mm) el cual es el encargado de abrazar los
extremos de la camilla para asegurar el paralelismo entre el dispositivo y el tomógrafo.
El pequeño espesor de este saliente es debido a que en la mayoría de los casos la
distancia libre entre los extremos de la camilla y el orificio del tomógrafo es muy
reducida.
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