Endoscope-I
Una pequeña pieza creada por Protolabs contribuye a acelerar el diagnóstico del cáncer
Los pacientes derivados a las clínicas de otorrinolaringología van a recibir más rápido un diagnóstico del cáncer y su tratamiento gracias a una pieza fabricada por Protolabs.
La nasolaringoscopia es un procedimiento de diagnóstico que consiste en examinar la cavidad nasal, la garganta y la laringe. Para ello se utiliza un instrumento telescópico especializado, llamado endoscopio, que se pasa a través de la cavidad nasal hasta la parte posterior de la garganta y que permite recopilar fotos detalladas de las estructuras.
La pieza, diseñada por Endoscope-I e impresa en 3D por Protolabs, se utiliza para fijar un iPhone de Apple a un endoscopio flexible. Esto, junto con el software propietario de Endoscope-i, permite capturar, almacenar y transferir imágenes endoscópicas de alta resolución en el iPhone. Esta técnica permite un diagnóstico rápido y de forma remota de los cánceres de garganta.
Endoscope-i fue creada en 2012 por Ajith George, que actualmente es especialista en cáncer de oído, nariz, garganta, cabeza y cuello del Royal Stoke University Hospital. Su director general, Chris Coulson, especialista en otorrinolaringología del Hospital Queen Elizabeth de Birmingham, dirige la empresa, mientras que la experiencia en ingeniería del equipo la aportan los cofundadores Simon Pargeter, ingeniero eléctrico y de software, y Mark Prince, ingeniero de diseño mecánico.
"He comprobado que Protolabs es muy rápido, tiene una gran capacidad de respuesta y es un gran apoyo. Su nivel de servicio ha sido siempre magnífico".
Mark Prince, ingeniero de diseño mecánico de Endoscope-i
El innovador enfoque de Endoscope-i para la evaluación en el campo de la otorrinolaringología se probó en la clínica especializada en ronquera del University Hospital North Midlands (NHNM), en Stoke, durante el momento álgido de la pandemia del covid.
Normalmente, a los pacientes que se someten a estudios sobre el cáncer de garganta les atiende un especialista en un entorno hospitalario. Para hacer un diagnóstico, los especialistas realizan una nasolaringoscopia utilizando un endoscopio y un equipo de endoscopia, que es un gran ordenador con software que permite obtener imágenes de vídeo. Un equipo de endoscopia puede costar hasta 50.000 libras esterlinas y, aunque proporciona imágenes de muy alta resolución, su elevado coste hace que los hospitales no tengan acceso a muchas de estas máquinas.
Lo bueno del sistema único de Endoscope-i es que, por un precio mucho más reducido, puede convertir un iPhone en un equipo de endoscopia. Aunque la empresa ha sido pionera y ha perfeccionado esta tecnología durante casi una década, han sido los avances en la capacidad de creación de imágenes de los teléfonos inteligentes y los desafíos únicos derivados del confinamiento los que despertaron el interés del NHS por probar el uso de los dispositivos de Endoscope-i en la clínica especializada en ronquera del UHNM.
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Traditionally, an ear, nose and throat consultant performs a nasoendoscopy – a procedure to examine patients through the nose and into the throat – using a flexible endoscope and a large computer for imaging. With the support of Protolabs, the challenge was to develop a device that connects an Apple iPhone to the endoscope so that consultants can more easily diagnose cancers of the throat.
El equipo de Endoscope-i se dirigió a Protolabs por su asesoramiento sobre materiales y por su servicio de fabricación digital rápida. Se imprimió en 3D una pieza crítica para el dispositivo, una tecnología de prototipado y fabricación que se adapta bien a la complejidad geométrica del diseño, así como a las exigencias de rendimiento de la pieza.
Protolabs imprimió las piezas en 3D, utilizando la tecnología de fabricación aditiva por estereolitografía, en un tiempo rápido. Las piezas, tras un proceso de pruebas de materiales, fabricación y entrega, se adaptaron perfectamente a sus requisitos de rendimiento, y el proceso ahorró a Endoscope-I tanto tiempo como dinero durante la fase de desarrollo del producto. |
Durante el ensayo, los pacientes que habían sido derivados por su médico de cabecera y que, según su historial, se consideraban de alto riesgo para padecer cáncer de garganta, fueron derivados por la vía tradicional a la clínica especializada en ronquera del hospital. En cambio, a los pacientes derivados que se consideraban de bajo riesgo se les recomendaba acudir a su clínica local para someterse a estudios con la tecnología de Endoscope-i. Era una enfermera con mucha formación, en lugar de un especialista, la que realizaba la nasolaringoscopia.
Tras el procedimiento, el dispositivo de Endoscope-i permitía a la enfermera almacenar y enviar rápidamente las imágenes a un especialista que solía trabajar a distancia debido a las restricciones del covid. A su vez, el software de Endoscope-i permitía al especialista examinar las imágenes e identificar rápidamente los fotogramas clave.
Con el sistema de Endoscope-i, el especialista podía examinar eficazmente a un paciente, evaluar la gravedad de la patología y realizar un diagnóstico en tan solo unos segundos antes de volverle a derivar, normalmente en un plazo de dos días. Todo el sistema permitió optimizar notablemente el consumo de tiempo del especialista, que es la parte más cara del proceso.
Durante el proyecto piloto, la clínica Endoscope-i resultó ser tan eficaz en la evaluación de los pacientes de bajo riesgo que se le encomendó también la evaluación de los pacientes de alto riesgo, para ayudar a aliviar la presión de la clínica de los especialistas.
Tal fue el éxito del dispositivo de Endoscope-i, que la clínica especializada en ronquera del UHNM en Stoke pudo aumentar el número de pacientes que evaluaban. Esto fue especialmente destacable si se tiene en cuenta que, durante el covid, la mayoría de los servicios de los hospitales estaban aproximadamente al 10% de su capacidad. Stoke pudo aumentar su capacidad.
La clínica especializada en ronquera que se puso a prueba en Stoke ahora se está extendiendo a otros hospitales del Reino Unido. "El ensayo tuvo resultados notables", explica el ingeniero de diseño de Endoscope-i, Mark Prince. "Uno de los pacientes de la clínica especializada en ronquera tenía una baja probabilidad de padecer cáncer, según su índice de riesgo. Sin embargo, se utilizó nuestro endoscopio y las imágenes resultantes mostraron que sí tenía cáncer de garganta. Por suerte, gracias a nuestro sistema, a este paciente se le pudo diagnosticar más rápido y pudo recibir tratamiento con mayor celeridad de lo que podría haber hecho de otro modo". “
"Y todo esto gracias a una pequeña pieza de plástico fabricada por Protolabs", dice Mark. "Naturalmente, hay muchos aspectos que rodean a esta pequeña pieza de plástico, pero es la clave de nuestro sistema. Los resultados son fantásticos, tanto para los pacientes como para los hospitales".
Protolabs, el fabricante digital más rápido del mundo con un sistema líder de presupuestos en línea y de información automatizada, ofrece el mejor servicio posible a innovadores como Mark.
"Nos gusta trabajar con Protolabs porque su servicio es siempre excelente. En proyectos anteriores, nos han asesorado sobre las advertencias que debemos poner en las notas de fabricación, que seguimos utilizando hoy en día para asegurarnos de que las piezas salen tal y como las necesitamos."
Mark Prince, Mechanical Design Engineer for Endoscope-I
Además del desarrollo de diseños para Endoscope-i, Mark es profesor titular en la Universidad de Aston, donde su especialidad es la automatización y la fabricación aditiva, por lo que Mark sabe casi todo lo que hay que saber sobre la impresión 3D.
Mark es cliente de Protolabs desde hace mucho tiempo, ya que la primera colaboración tuvo lugar en 2014. Entonces, ¿por qué este experto en fabricación aditiva eligió trabajar primero con Protolabs?
"En un principio, elegí Protolabs porque, además de trabajar para Endoscope-i, soy académico de la universidad que enseña ingeniería mecánica y diseño", explica Mark. "Uno de los lugares a los que siempre dirigimos a los estudiantes es Protolabs, para obtener presupuestos de las piezas que están diseñando para moldearlas por inyección, porque Protolabs tiene un software de cálculo de costes y presupuestos muy rápido y con gran capacidad de respuesta. Es maravilloso porque permite a los estudiantes ver cómo tienen que cambiar sus diseños para que sus piezas se puedan fabricar".
"Así que conocí a Protolabs por eso, por lo que cuando surgió el proyecto inicial de fabricación de Endoscope-i allá por 2014, decidí darle una oportunidad a Protolabs y me pareció que eran muy rápidos, que tenían una gran capacidad de respuesta y que prestaban mucho apoyo. Desde entonces todo ha ido genial. Su nivel de servicio ha sido siempre magnífico".
Mark trabaja periódicamente con Protolabs para garantizar que la cartera de productos de Endoscope-I se mantenga al día con los lanzamientos de productos de Apple.
Como explica Mark, "cada dos años, Apple saca nuevos dispositivos. Así que su gama de productos es cada vez más amplia. Suministramos directamente a nuestros clientes, que son cirujanos, especialistas y veterinarios tanto del sector público como del privado, y nunca sabemos qué dispositivos van a utilizar. Eso significa que tenemos que ofrecer productos que se adapten a cualquier iPhone. Así que cada dos años diseño cuatro nuevos dispositivos que se ajustan a los nuevos lanzamientos de Apple".
En la colaboración más reciente que ha tenido con Protolabs, Mark creó cuatro piezas nuevas: adaptadores para el iPhone 13, el iPhone 13 Pro, el iPhone 13 Pro Max y el iPhone 13 Mini. Todas ellas tienen una geometría muy similar y miden aproximadamente entre 10 y 15 cm de longitud, dependiendo del iPhone para el que estén diseñadas. Estas piezas tienen un aspecto similar al de una funda protectora de un smartphone y permiten fijar el iPhone a los endoscopios rígidos o flexibles que se utilizan en diversos procedimientos médicos; gastroscopios y laparoscopios para examinar los intestinos o los órganos internos, nasoendoscopios para revisar la garganta, la base de la lengua y la laringe, y otoscopios rígidos para inspeccionar el oído medio y la membrana timpánica.
"Para esta generación del iPhone 13, no mandé las piezas a moldear por inyección como hicimos antes", dice Mark. "Esto se debe a que los requisitos de producción del moldeado por inyección tienden a condicionarme la morfología o la forma del diseño, pero la impresión 3D me da más flexibilidad. Puedo hacer formas mucho más complejas y no tengo que preocuparme por los rebajes y cosas así. Así que la mayoría de nuestros adaptadores para chasis de cuerpo entero (los que parecen una carcasa de teléfono) se imprimen en 3D".
La impresión 3D de Protolabs, o fabricación aditiva, garantiza la exactitud y la repetibilidad para que los diseñadores puedan obtener piezas de gran precisión. La tecnología es adecuada para prototipos funcionales, diseños complejos y componentes de producción en plazos extremadamente cortos. Las piezas aditivas se fabrican en diversos plásticos y metales mediante procesos de estereolitografía, sinterizado selectivo por láser, Multi Jet Fusion, PolyJet y sinterizado directo de metal por láser.
El proyecto para Endoscope-I fue bastante sencillo. El material, Bayblend T65 XF (negro), lo suministró Protolabs y ya se había utilizado en dispositivos anteriores. En un principio, Protolabs asesoró a la hora de elegir este material, como explica Mark: "Volviendo a cuando trabajé por primera vez con Protolabs en estos adaptadores para smartphones, intentaba encontrar el material adecuado. Quería que fuera robusto y que cumpliera su función y que, a la vez, fuera seguro para las personas. Protolabs me ofreció un asesoramiento excelente y elegimos el T65 XF, que es un policarbonato ABS; el mismo material que se utiliza para los interiores de los coches. Tiene una buena resistencia a la temperatura y Protolabs nos asesoró sobre su encogimiento".
"Protolabs es excelente en cuanto a asesoramiento de materiales. Hubo un caso en el que queríamos ver si podíamos utilizar un nailon 11 para una de nuestras piezas y no estábamos seguros de si funcionaría, así que Protolabs hizo una prueba para nosotros. La imprimieron en nailon 11 y 12, en blanco y negro, para que pudiéramos probarla en diferentes colores y materiales, para asegurarnos de que iba a cumplir su función. Protolabs corrió con los gastos, lo que nos permitió concretar los detalles sin tener que gastar más dinero en prototipos. Fue maravilloso".
"Nos gusta trabajar con Protolabs porque su servicio es siempre excelente. En proyectos anteriores, nos han aconsejado sobre las advertencias que tenemos que poner en las notas de fabricación, que seguimos utilizando hoy en día para asegurarnos de que las piezas salen tal y como las necesitamos. Lo que resulta especialmente útil es que, cuando preguntas a Protolabs si algo va a funcionar, te explican por qué creen que no lo hará. Nos han apoyado en los procesos que podríamos aplicar; durante un tiempo tuvimos problemas de deformación y algunas roscas no funcionaban bien en las piezas, así que nos aconsejaron un proceso diferente, y una vez que adoptamos ese proceso, funcionó bien siempre".
Además de su despliegue de la clínica especializada en ronquera en otros hospitales del NHS, Endoscope-i está trabajando en varios proyectos en los sectores público y privado, incluida una colaboración con el Ministerio de Defensa para utilizar los innovadores dispositivos de Endoscope-i para examinar rápidamente el oído de las tropas sobre el terreno, identificando estrategias para tratar los daños auditivos por percusión tras las explosiones de artefactos explosivos improvisados.
Es un momento de gran actividad para esta empresa innovadora que va viento en popa, y Mark ya está planeando el próximo proyecto con Protolabs.
"Hasta ahora hemos utilizado Protolabs para el moldeo por inyección y la fabricación aditiva. Nuestro próximo proyecto, que se llevará a cabo en breve, será el mecanizado CNC. Así que tengo ganas de saber cómo va, pero confío en que obtendremos el resultado perfecto trabajando con Protolabs".
