УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ И ОТРАБОТКИ МИКРОХИРУРГИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ Российский патент 2019 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к медицинской технике и может применяться для выработки навыков точной и правильной микрохирургической техники у молодых нейрохирургов, а также врачей других специальностей, связанных с микрохирургией (хирургических манипуляции под большим увеличением с использованием хирургического микроскопа). Также данное изобретение может быть использовано для тестирования молодых нейрохирургов, выработки критериев их готовности к самостоятельной работе в операционной и объективной оценки уровня их микрохирургической техники.

Микронейрохирургическая техника - это сложный комплекс целенаправленных и координированных действий. Стабильность нейрохирургического инструмента в руке оперирующего хирурга является одним из наиболее критических факторов во время оперативного вмешательства, так как при неконтролируемых движениях кончик нейрохирургических микроинструментов может повредить ткань мозга (которая в условиях реальной операции является краями операционной полости), либо важные сосуды ее питающие. Таким образом, «твердая» рука хирурга может быть главным фактором, влияющим на успешность нейрохирургических операций, что особенно актуально в условиях узкой и глубокой операционной раны при малоинвазивных нейрохирургических доступах. Стабильность рук хирурга в первую очередь зависит от наличия (или отсутствия) тремора - ритмичных движений рук в результате сокращения мышц агонистов и антагонистов. Это особенно актуально в микронейрохирургии, так как не видимые в обычных условиях движения рук вызванные физиологическим тремором (1-2 мм амплитудой), могут вызывать значительных проблемы при работе под микроскопом на большом увеличении. Однако по этическим причинам отработка нейрохирургических навыков на начальном этапе обучения молодых врачей не может осуществляться в условиях реальной операционной. Предлагаемое устройство может решить эту важную социально-медицинскую проблему.

В настоящее время известно несколько устройств для отработки и оценки хирургических навыков.

1. Известен тремометр, содержащий датчик движения испытуемого, электронный блок и регистратор. Датчик движения выполнен в виде пластины, на которой закреплены два датчика абсолютных угловых скоростей, выполненных в виде роторных вибрационных гироскопов. Пластина крепится на кисти руки испытуемого с помощью ремешка для часов или браслета. Оси чувствительности датчиков абсолютных угловых скоростей составляют ортогональный трехгранник (RU 2 102 922 С1).

Недостаток подобного устройства состоит в ограниченной функциональной значимости и недостаточной пластичности для применения его в качестве симуляционного оборудования для выработки навыков микронейрохирургической техники, так как данное устройство не предусматривает возможность использования реальных нейрохиургических инструментов (микронейрохирургических ножниц и микронейрохирургического пинцета), не предусматривает наличие обучающих программ (сменные платформы имитирующие различные задачи микронейрохирургии).

2. Известно устройство для исследования динамического тремора, содержащее датчик, включающий панель из диэлектрика, имеющую прорезь произвольной конфигурации и щуп с металлическим наконечником, блок обработки сигнала, содержащий графический регистратор, цифровой регистратор, блок обработки сигнала дополнительно содержит два измерительных канала, генератор тактовых импульсов, вычислитель, а в датчик введены две катушки индуктивности, высокочастотный генератор, соединенный с металлическим наконечником, и металлическая пластина (авторское свидетельство СССР №1219052, А61В 5/10,1986 г.).

Недостаток этого устройство состоит в сложности его конструкции из-за большого количества составляющих его элементов. Также это устройство не предусматривает наличие микронейрохирургических инструментов, светового индикатора касания ограничивающих рамок (светоизлучающие диоды), звукового индикатора касания ограничивающих рамок, сменных платформ, имитирующих различные задачи микронейрохирургии, верхней крышки с регулируемыми по размеру отверстиями для введения микроинструментов, что делает это устройство не подходящим для для тестирования и отработки микронейрохирургической техники

3. Существует тренажер для освоения мануальных хирургических навыков на мозговом отделе головы в реальной топографоанатомической среде, включающее имитирующие морфологические структуры головного мозга, твердой мозговой оболочки, свода черепа и кожи(RU 172 037 U1).

Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются наличие имитирующих морфологические структур свода черепа (в заявленном устройстве - верхней крышки с регулируемыми по размеру отверстиями для введения микроинструментов) и возможности использования этого устройства для выработки хирургических навыков на мозговом отделе головы. Недостаток этого устройства состоит в невозможности произвести количественную оценку тремора (отсутствуют блок регистрации числа касаний микрохирургических инструментов к имитирующим ограничения операционного поля рамкам, световой индикатор касания ограничивающих рамок (светоизлучающие диоды), звуковой индикатор касания ограничивающих рамок.

4. Существует устройство для треморометрии содержащее корпус, планшет, блок регистрации, электропроводный щуп, соединительный кабель, высокочастотный генератор, проводящую пластину, диэлектрическую прокладку с прорезями, контурный конденсатор, контурную индуктивность, элемент связи и амплитудный детектор (RU 2 617 883 С2).

Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются наличие корпуса, блока регистрации (в заявленном устройстве - блока регистрации числа касаний микрохирургических инструментов к имитирующим ограничения операционного поля рамкам), электропроводный щуп, соединительный кабель. Недостаток этого устройства состоит в невозможности его использования в качестве симуляционного оборудования для обучения микрохирургическим навыкам, так как данное устройство не предусматривает наличия микронейрохирургических ножниц и микронейрохирургического пинцета; сменных платформ, имитирующих различные задачи микронейрохирургии, планки, регулирующей глубину имитируемой операционной раны, блока регистрации числа касаний, светового индикатора касаний и звукового индикатора касаний.

5. Существует фонотремометр для физиологических и психологических исследований координации движений в лечебно-тренировочной медицинской и профессиональной практике, состоящий из планшетов со стандартными фигурами, металлического щупа в виде спицы, световых и звуковых регистраторов, счетчика отрицательных касаний, отличающийся тем что, с целью обеспечения безынерционной регистрации ошибочных движений при энцефалографическом изучении испытуемого, в нем применен звуковой двухступенчатый тональный фиксатор, состоящий из звукового генератора и ячейки изменения тона, работающих на громкоговоритель или головные телефоны(№130153, Класс 30а, 4оз). Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются наличие световых индикаторов (в заявленном устройстве - Светового индикатора касания ограничивающих рамок - светоизлучающие диоды), звуковых регистраторов (в заявленном устройстве - звукового индикатора касания ограничивающих рамок).

Недостаток этого устройство состоит в сложности его конструкции из-за большого количества составляющих его элементов. Причинами, препятсвующими использованию этого устройства в качестве симуляционного оборудования для обучения, являются отсутствие микрохирургических инструментов, сменных платформ, имитирующих разные задачи микронейрохирургии.

6. Существует активное устройство для контроля тремора содержащее корпус, крепление, иннерционная рама движения, кинетический датчик, элемент питания (CN 107249439). Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются наличие корпуса, элемента питания, ручки, используемой для выполнения задания и устройства, фиксирующего тремор. Недостаток этого устройства состоит в сложности и дороговизне его производства. Также это устройство не предназначено для тренировки микронейрохирургических навыков, так как в данном устройстве отсутствуют микронейрохирургические инструменты, сменные платформы, имитирующие различные задачи микронейрохирургии. Также преимуществом нашего устройства является наличие возможности имитации трепанационного отверстия (верхняя крышка с регулируемыми по размеру отверстиями для введения микроинструментов), наличие световых и звуковых регистраторов касания ограничивающих рамок

Из известных устройств для треморометрии наиболее близким по технической сущности является измеритель тремора, состоящий из корпуса, электронной схемы регистрации касаний, содержащей счетчик касаний и секундомер и соединенной с электропроводящим щупом, выполненным в виде кольца регулируемого диаметра и прорезного тремометрического планшета, выполненного в виде металлической панели с отверстиями различного диаметра, электронная схема регистрации касаний содержит счетчик касаний и секундомер (RU 78 655 U1).

Существенными признаками, общими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются наличие счетчика касаний (в заявленном устройстве - блока регистрации числа касаний микрохирургических инструментов к имитирующим ограничения операционного поля рамкам), тремометрического планшета, выполненного в виде металлической панели с отверстиями различного диаметра (в заявленном устройстве - верхней крышки с регулируемыми по размеру отверстиями для введения микроинструментов). Недостаток этого устройства состоит в невозможности его использования в качестве симуляционного оборудования для обучения микрохирургическим навыкам, так как данное устройство не предусматривает наличия микронейрохирургических ножниц и микронейрохирургического пинцета; сменных платформ, имитирующих различные задачи микронейрохирургии, планки, регулирующей глубину и боковые поверхности имитируемой операционной раны.

Задача изобретения является создание устройства, позволяющего объективно оценить уровень микрохирургической техники оперирующего хирурга (что может быть использовано для профессионального отбора) и отработки микрохирургических навыков на имитирующих микронейрохирургические задачи моделях путем устранение недостатков, имеющихся в известных устройствах и препятствующих их использованию для тестирования и отработки микрохирургической техники.

Технический результат изобретения состоит в повышении качества микрохирургической помощи и улучшения микрохирургических навыков оперирующих хирургов, использующих данное устройство.

Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, в которой устройство для тестирования и отработки микронейрохирургической техники, состоящее из корпуса устройства, светового и звукового индикатора касаний, гальванического элемента питания, блока регистрации числа касаний отличается от ближайшего аналога тем, что в устройстве используются сменный набор микронейрохирургических инструментов (до 4 инструментов одновременно), что позволяет работать двумя руками одновременно; наборы сменных платформ, имитирующих различные задачи микронейрохирургии; а также используются планки, которые позволяют задавать размеры имитируемой операционной раны во всех 3 плоскостях.

Приведенная совокупность существенных признаков достаточна для достижения технического результата изобретения во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Причинно-следственная связь перечисленных признаков с техническим результатом изобретения проявляется в том, что используя различные микрохирургические инструменты подключаемые к устройству и платформы, имитирующие нейрохирургические задачи, а также задавая необходимые размеры операционной раны, возможно ориентируясь на показания светового и звукового индикаторов улучшать микрохирургическую технику самостоятельно, а также выполнять тестирования хирургов, ориентируясь на количественные значения числа касания ограничивающих рамок.

Устройство для тестирования и отработки микронейрохирургической техники состоит из:

1) Корпуса устройства.

2) Гальванического элемента питания (9V).

3) Верхней крышки с регулируемыми по размеру отверстиями для введения микроинструментов.

4) Планки, регулирующей глубину имитируемой операционной раны.

5) Набора микрохирургических инструментов (в стандартный набор входят микрохирургические ножницы и пинцет).

6) Соединительного кабеля и блока для подключения к устройству микронейрохирургических инструментов (до 4 микрохирургических инструментов одновременно).

7) Светового индикатора касания ограничивающих рамок (светоизлучающие диоды).

8) Блок включения\выключения устройства.

9) Звукового индикатора касания ограничивающих рамок.

10) Блока регистрации числа касаний микрохирургических инструментов к имитирующим ограничения операционного поля рамкам.

11) Боковые ограничители прямой и воронкообразной формы имитируемой операционной раны.

12) Сменные платформы имитирующие различные задачи микронейрохирургии.

Устройство содержит (смотри картинку): Корпуса устройства (1); гальванического элемента питания (9V) (2); верхней крышки с регулируемыми по размеру отверстиями для введения микроинструментов (3); планки, регулирующей глубину имитируемой операционной раны (4); микронейрохирургических ножниц и микронейрохирургического пинцета (5); соединительного кабеля и блока для подключения к устройству микронейрохирургических инструментов (до 4 микрохирургических инструментов одновременно) (6); светового индикатора касания ограничивающих рамок (светоизлучающие диоды) (7); выключатель (8); звукового индикатора касания ограничивающих рамок (9); блока регистрации числа касаний микрохирургических инструментов к имитирующим ограничения операционного поля рамкам (10); боковые ограничители прямой и воронкообразной формы (11); сменные платформы имитирующие различные задачи микронейрохирургии (12).

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 дана общая схема устройства для тестирования и отработки микронейрохирургической техники; на Фиг. 2 показаны реальные фотографии прототипа; и на Фиг. 3 - способ использования устройства. Устройство работает следующим образом.

К соединительному кабелю подключается необходимый микронейрохирургический инструмент. Далее в верхней крышке устройства задается необходимый диаметр входного отверстия, имитирующий различные размеры трепанации. Также с помощью планок, регулирующих глубину и боковых ограничителей задается необходимая форма имитируемой операционной раны. На нижнюю планку кладутся платформы, имитирующие различные нейрохирургические задания: ткани, которые необходимо разрезать (имитация выделения артерий); ткани, которые необходимо сшить (имитация наложения микрохирургического шва). В отверстие в верхней крышке устройства вводится нейрохирургический микроинструмент (либо несколько инструментов) и выполняется задание. Так как инструмент, корпус устройства и части сменных платформ с заданиями, подключены к цепи непрерывного тока, то при касании микронейрохирургическими инструментами краев отверстия в крышке устройства, либо боковых ограничителей прямой и воронкообразной формы замыкается электрическая цепь, и в итоге входное напряжение получается закороченным на блок регистрации числа касаний, световой индикатор касания и звуковой индикатор касания.

В результате после выполнения задания можно получить объективное число (отображается на блоке регистрации числа касаний) неточных высокоамплитудных движений (число касаний микроинструметом ограничивающих рамок при выполнении задания) и оценить микронейрохирургические навыки испытуемого в случае использования устройства для тестирования уровня микронейрохирургической техники.

При самостоятельном использовании устройства для отработки точности движений и микронейрохирургической техники нейрохирург (либо микрохирург другой специальности) может ориентироваться на звуковой сигнал, который сигнализирует о касании микроинструментом стенок ограничивающих рамок, а также на световой сигнал от светодиодов для самоконтроля, так как тренировки происходят при работе под большим увеличением с использованием операционного микроскопа. Таким образом, звуковой и световой сигналы позволяют получить мгновенную обратную связь и скорректировать направления движений.

Устройство безопасно для использования, так как в качестве источника питания используется гальванический элемент напряжением 9 вольт, имеется выключатель.

В ФГАУ «НМИЦ нейрохирургии им. ак. Н.Н. Бурденко» Минздрава России были проведены испытания представленного устройства. Результаты показали его стабильную и надежную работу.

Информация, принятая во внимание.

1. RU 2 102 922 С1.

2. А.С. СССР У 556559, кл. А61В 5/10,1977.

3. RU 172 037 U1.

4. RU 2 617 883 С2.

5. А,С. №130153, Класс 30а, 4оз.

6. CN 107249439.

7. RU 78 655 U1.

Изобретение относится к медицинской технике и может применяться для выработки навыков точной и правильной микрохирургической техники у нейрохирургов и врачей других специальностей, связанных с микрохирургией. Устройство для тестирования и отработки микронейрохирургической техники содержит корпус, на верхней крышке которого выполнены с возможностью изменения размеров отверстия для введения микронейрохирургических инструментов, имеющие края, блок регистрации числа касаний и звуковой индикатор касаний, при этом от одного до четырех микронейрохирургических инструментов выполнены с возможностью одновременного введения в отверстие и электрически подключены к гальваническому элементу питания, корпус снабжен планками глубины имитируемой операционной раны и боковыми ограничивающими рамками имитируемой операционной раны, при этом стенки боковых рамок, планки глубины, края отверстия и корпус подключены к цепи постоянного тока гальванического элемента питания, а на нижней планке корпуса размещена подключенная к цепи постоянного тока и установленная с возможностью замены платформа нейрохирургического задания, блок регистрации числа касаний связан с звуковым и световым индикаторами касаний и подключен к гальваническому элементу питания. Использование изобретения позволяет улучшить микрохирургические навыки оперирующих хирургов. 3 ил.

Устройство для тестирования и отработки микронейрохирургической техники, содержащее корпус, на верхней крышке которого выполнены с возможностью изменения размеров отверстия для введения микронейрохирургических инструментов, имеющие края, блок регистрации числа касаний и звуковой индикатор касаний, отличающееся тем, что от одного до четырех микронейрохирургических инструментов выполнены с возможностью одновременного введения в отверстие и электрически подключены к гальваническому элементу питания, корпус снабжен планками глубины имитируемой операционной раны и боковыми ограничивающими рамками имитируемой операционной раны, при этом стенки боковых рамок, планки глубины, края отверстия и корпус подключены к цепи постоянного тока гальванического элемента питания, а на нижней планке корпуса размещена подключенная к цепи постоянного тока и установленная с возможностью замены платформа нейрохирургического задания, блок регистрации числа касаний связан с звуковым и световым индикаторами касаний и подключен к гальваническому элементу питания.