Биофантом для отработки практических навыков при выполнении миниинвазивных вмешательств и интраоперационных исследований под ультразвуковым контролем Российский патент 2021 года по МПК A61B17/00 G09B23/28 

Изобретение относится к области медицины и медицинской техники, а именно, к средствам обучения медицинского персонала навыкам выполнения миниинвазивных вмешательств и интраоперационных исследований под ультразвуковым контролем.

В настоящее время существуют тканеимитирующие фантомы, которые используются в обучении врачей ультразвуковой диагностики и клиницистов, однако их недостатком является в первую очередь высокая стоимость. А для эффективного обучения самостоятельному проведению миниинвазивных вмешательств на одного слушателя иногда требуется до 5 различных фантомов, что делает курсы с отработкой практических навыков финансово неоправданными для образовательных организаций и недоступными для слушателей. Именно экономическая сторона вопроса все чаще обсуждается в мировом сообществе оносительно симуляционного обучения в ультразвуковой диагностике [2]. Вторым по значимости качеством фантомов является простота его изготовления в сочетании с анатомической схожестью [1]. В последние годы активно применяют ЗД принтеры, однако это требует длительно и трудоемкого подготовительного этапа в виде разработки чертежей модели [3]. Но даже тщательным образом продуманное и исполненное изображение того или иного органа все равно является лишь имитацией и не сопоставимо по своим характеристикам с биологической тканью.

Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в упрощении технологии изготовления и снижении стоимости тканеимитирующих фантомов.

Существенным отличительным признаком заявляемого биофантома, для отработки практических навыков при выполнении миниинвазивных вмешательств под ультразвуковым контролем является упорядоченность расположения отдельных частей фантома для имитации различных вариантов объемных образований, простота его изготовления и экономическая доступность. Такая упорядоченность позволяет максимально приблизить ультразвуковое изображение фантома к изображению, получаемому при ультразвуковом исследовании живой ткани, что позволит обучающимся после симуляционного курса сразу приступить к работе с пациентами. А доступность изготовления сделает возможным отработку мануальных навыков каждого слушателя на всех видах объемных образований.

Биофантом как конструктивное устройство обладает следующими признаками: состоит из биоэлементов; элементы располагаются в определенной последовательности для достижения желаемого результата - ультразвукового изображения с имитацией образования; геометрическая форма элементов округлая, овальная, неправильная, в зависимости от того, какой объект хотим получить; Недостатком известных из уровня техники фантомов [1-3] является то, что в них имитация образований ограничена округлой или овальной формой солидной или жидкостной структуры, и нет возможности изменить данную форму и изображение в зависимости от тематики задания.

Заявляемый биофантом состоит из элементов, имитирующих следующие биологические ткани:

- мышцы (имитируются посредством использования филе индейки);

- почки и печень (почки свиньи, печень коровы);

- новообразования (имитируются посредством использования маринованных плодов и кореньев: грибы, лук, чеснок, оливки с косточками);

- среда для лучшего проведения ультразвуковой волны (имитируется посредством использования желе);

- содержимое кистозных образований (имитируется посредством использования воды);

- неоднородное содержимое кистозных образований (имитируется посредством использования ягодного пюре или крупно молотого перца);

Для «скрепления» и «оборачивания» фантома используется пищевая пленка

В состав биофантома входят также чехлы для внутриполостных датчиков для имитации стенки кистозных образований (в них наливается вода или пюре) и лоток, в котором формируются различные элементы биофантома: некоторые элементы помещаются в лоток, некоторые заворачиваются в пленку.

Имитация с помощью биофантома различных объемных образований достигается путем формирования следующих структурных элементов заявляемого биофантома:

- кистозное образование имитируется тем, что в чехол для внутриполостного исследования наливается вода и плотно завязывается на узел;

- кистозное образование с густым содержимым имитируется тем, что в чехол для внутриполостного исследования наливается ягодное пюре и плотно завязывается на узел;

- кистозное образование с неоднородным содержимым и взвесью имитируется тем, что в чехол для внутриполостного исследования насыпается крупно молотый перец, наливается вода и плотно завязывается на узел;

- солидное однородное образование имитируется шляпкой от маринованного гриба или чесноком;

- солидное неоднородное образование имитируется маринованным луком;

- солидное образование с кальцинатом имитируется маслиной с косточкой;

Для создания биофантома для интраоперационных исследований печени используют следующие структурные элементы:

- органы (печень), погружаемые в лоток так, чтобы заполнить лоток на 2/3;

- между частями печени укладываются последовательно в разные части лотка сформированные образования: кистозное, кистозное со взвесью, кистозное с густым содержимым, солидное однородное, солидное неоднородное, солидное с кальцинатом, при этом в целях развития врачебных навыков дополнительные элементы не должны быть заметны с передней поверхности фантома, чтобы их поиск при ультразвуковом исследовании был не столь очевидным;

- по передней поверхности фантома можно проводить сканирования интраоперационными датчиками различной конфигурации, выводя на экран последовательно все описанные выше образования;

для создания биофантома для интраоперационных исследований почки используют следующие структурные элементы:

- органы (почки), которые погружаются в лоток так, чтобы заполнить лоток на 2/3, причем в почке делается несколько разрезов в области ворот через синус до паренхимы с формированием карманов, чтобы капсула и корковая часть остались не затронутыми, в разрез помещается кистозное многокамерное образование, солидное однородное, солидное неоднородное образование, при этом в целях развития врачебных навыков дополнительные элементы не должны быть заметны с передней поверхности фантома, чтобы их поиск при ультразвуковом исследовании был не стол очевидным;

по передней поверхности фантома можно проводить ультразвуковое исследование, сканируя интраоперационными датчиками различной конфигурации, выводя на экран последовательно все описанные выше образования.

Заявленный биофантом может использоваться для миниинвазивных вмешательств, например, следующим образом:

1. На пищевую пленку укладываются мышцы.

2. Делается глубокий разрез с формированием карманов по внутренней поверхности, так чтобы наружный контур остался не тронутым.

3. В карманы последовательно укладываются кистозное, кистозное со взвесью, кистозное с густым содержимым, солидное однородное, солидное неоднородное, солидное с кальцинатом.

4. Мышцы заворачиваются плотно в один-два слоя пленки, избегая попадания воздуха между мышцей и пленкой, так чтобы ни с одной стороны не было видно образований.

5. Завернутые мышц укладываются в лоток.

6. По поверхности фантома можно проводить ультразвуковое исследование для выведения образований, выбора оптимального доступа для пункции или биопсии и проведения манипуляций под ультразвуковым контролем.

Хотя настоящее изобретение описано на примере конкретных вариантов его осуществления, для специалистов будут ясны возможности многочисленных модификаций данного изобретения, не выходящие за границы объема его правовой охраны, определяемого прилагаемой формулой.

Список литературы

1. Anderson Т. Small Rodent Cardiac Phantom for Preclinical Ultrasound Imaging. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2017 Jan; 64(l): 19-24.

2. Bltithgen C., Sanabria S., Frauenfelder Т., Klingmiiller V., Rominger M. Economical Sponge Phantom for Teaching, Understanding, and Researching A- and B-Line Reverberation Artifacts in Lung Ultrasound. J Ultrasound Med.2017; 36(10): 2133-2142.

3. Jacquet JR, Ossant F, Levassort F, Gregoire JM 3-D-Printed Phantom Fabricated by Photopolymer Jetting Technology for High-Frequency Ultrasound Imaging. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2018 Jun; 65(6): 1048-1055.

Изобретение относится к средствам обучения медицинского персонала навыкам выполнения миниинвазивных вмешательств и интраоперационньгх исследований под ультразвуковым контролем. Биофантом содержит имитаторы биологических тканей, чехлы для внутриполостных датчиков, лоток, имитаторы кистозных и солидных образований. Имитаторы биологических тканей представляют собой имитаторы мышц, почек, печени, размещенные в лотке с заполнением лотка на 2/3. В имитаторах мышц и почек с сохранением наружного контура и обеспечением поиска при ультразвуковом исследовании вырезаны карманы. В карманах размещены имитаторы кистозных и солидных образований. В качестве имитатора мышц использовано филе индейки, имитатора почек – свиные почки, а имитатора печени – коровья печень, между кусками которой уложены имитаторы кистозных и солидных образований. Имитаторы кистозных образований представляют собой чехлы для внутриполостных датчиков, заполненные водой, или пюре, или водой с молотым перцем, а в качестве имитаторов солидных образований использованы маринованные овощи и коренья. Изобретение обеспечивает упрощение технологии изготовления, а также приближение условий обучения к реальным условиям.

Биофантом для отработки практических навыков при выполнении миниинвазивных вмешательств и интраоперационных исследований под ультразвуковым контролем, содержащий имитаторы биологических тканей, чехлы для внутриполостных датчиков и лоток, отличающийся тем, что дополнительно включает имитаторы кистозных и солидных образований,

при этом имитаторы биологических тканей представляют собой имитаторы мышц, почек, печени, размещенные в лотке с заполнением лотка на 2/3, в имитаторах мышц и почек с сохранением наружного контура и обеспечением поиска при ультразвуковом исследовании вырезаны карманы, в карманах размещены имитаторы кистозных и солидных образований,

в качестве имитатора мышц использовано филе индейки, имитатора почек – свиные почки, а имитатора печени – коровья печень, между кусками которой уложены имитаторы кистозных и солидных образований,

при этом имитаторы кистозных образований представляют собой чехлы для внутриполостных датчиков, заполненные водой, или пюре, или водой с молотым перцем, а в качестве имитаторов солидных образований использованы маринованные овощи и коренья.