Портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии Российский патент 2022 года по МПК G09B23/28 

Портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии относится к области медицины, а именно к медицинским симуляционным тренажерам, которые позволяют развить базовые мануальные навыки в лапароскопической хирургии и освоить методику лапароскопического шва.

Прототипом предлагаемого изобретения является тренажер E-Knot производства компании Карл Шторц для индивидуальных тренировок навыка наложения лапароскопического шва, не требующих дополнительного оборудования (Тренажер E-Knot, Мир эндоскопии ТРЕНАЖЕРЫ И СИМУЛЯТОРЫ, 1-е ИЗДАНИЕ, 2/2018, стр. 52-53[онлайн]. https://karl-storz.upacom.ru/ [найдено 2021.05.13] URL: https://www.karlstorz.com/cps/rde/xbcr/karlstorz_assets/ASSETS/3567917.pdf.) В комплект входит подушка из материала Neoderma, два иглодержателя и веб-камера.

Описанный выше тренажер E-Knot производства компании Карл Шторц имеет ряд недостатков:

1. отсутствие тренажеров-кейсов для развития базовых мануальных навыков, что не позволяет поэтапно осваивать лапароскопические навыки по принципу от «простого к сложному»;

2. конструкция имеет множество сборных деталей, что увеличивает время сборки и риск поломки тренажера;

3. сужение выбора применения на платформе тренажера E-Knot других тренажеров-кейсов из-за отсутствия универсального крепления;

4. сложная технология изготовления комплектующих частей;

5. тренажер имеет высокую экономическую составляющую, что препятствует широкому распространению данной модели.

При разработке предлагаемого устройства была поставлена задача - создание портативного симуляционного тренажера для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии, который имеет: простую и легкую конструкцию, базовые тренажеры-кейсы для поэтапного развития лапароскопических навыков и низкую экономическую составляющую.

Решением поставленной задачи является портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии (фиг. 1), который включает: две рабочие стойки для лапараскопических инструментов, штатив для веб-камеры или мобильного телефона, которые фиксируются с помощью быстрозажимных пошаговых F-образных фиксаторов, первую платформу с кейсами для развития базовых мануальных навыков и вторую платформу для обучения методике лапароскопического шва.

Стойки, имитирующие лапаропорты (фиг. 2), изготовлены из пластины полиметилметакрилата шириной 6 см, высотой 18 см, толщиной 0,5 см, имеющие два изгиба. Первый изгиб составляет 90 градусов и формирует прямоугольное основание стойки длиной 6 см и 5 см шириной. В центре данного основания установлена накладка длиной 2,5 см, шириной 2 см, высотой 1 см быстрозажимного F-образного фиксатора. С наружной поверхности по краям основания в 5 мм от граней установлены силиконовые накладки-протекторы диаметром 8 мм для предотвращения повреждений поверхностей, на которые будет устанавливаться стойка. Второй изгиб формирует лицевую рабочую поверхность, имеющую вид прямоугольной трапеции с основаниями 4 см и 7 см соответственно и боковыми сторонами 5,5 см и 4,5 см. В центре лицевой поверхности сформированы рабочие отверстия, имитирующие отверстия лапаропортов, диаметром 8 мм под углом по направлению к центру рабочей поверхности. Это позволяет избежать закусывания инструмента в рабочей поверхности при введении и извлечении лапароскопических инструментов и создать минимальный люфт инструмента в рабочем отверстии, что обеспечивает удобство отработки навыков.

Штатив для веб-камеры или телефона (фиг. 3) изготовлен из пластины полиметилметакрилата шириной 6 см, высотой 16 см, толщиной 0,5 см, имеющей два изгиба. Первый изгиб между основанием и вертикальной гранью высотой 11 см составляет 90 градусов и формирует прямоугольное основание стойки длиной 5 см и 6 см шириной. В центре данного основания установлена накладка длиной 2,5 см, шириной 2 см, высотой 1 см быстрозажимного F-образного фиксатора. С наружной поверхности по краям основания в 5 мм от граней установлены силиконовые накладки-протекторы диаметром 8 мм для предотвращения повреждений поверхностей, на которые будет устанавливаться стойка. Второй изгиб формирует лицевую поверхность шириной 6 см и длиной 7 см в направлении к рабочей поверхности под углом 45 градусов. На лицевой поверхности в 6 см от линии второго сгиба и в 1,5 см от боковых граней фиксирован шарнирный магнитный фиксатор для телефона или планшета с круглым основанием диаметром 2,5 см и магнитным диском диаметром 3 см и толщиной 1 см.

Шарнирный магнитный фиксатор позволяет устанавливать телефон или планшет путем применения металлической круглой пластины диаметром 3 см и толщиной 2 мм, которая устанавливается под чехол устройства и крепится к магнитному диску. Шарнирный магнитный фиксатор позволяет изменять угол обзора в различных плоскостях на рабочую поверхность. Применение шарнирного магнитного фиксатора и беспроводных мобильных устройств позволяет отрабатывать лапароскопические навыки в двухмерном пространстве в любых удобных условиях. С противоположной грани лицевой поверхности неподвижно фиксирован зажим 2,5 см шириной и 1,5 см длиной для возможности фиксации веб-камеры и использования ноутбука для широкоформатной трансляции.

Быстрозажимные пошаговые F-образные фиксаторы имеют длину 19 см, ширину 14 см и толщину 1,3 см (фиг. 4). Изготовлены из ударопрочной пластмассы. Рабочие губки длиной 2,8 см и шириной 1,8 см снабжены накладками для фиксации к стойке и предотвращения повреждений рабочих поверхностей при установке стоек. Опорные губки при помощи ручки перемещаются и фиксируются на направляющей с шириной зажима поверхностей 8 см и глубиной зажима 4 см. Данная ширина зажима и глубина позволяют закрепить стойки-лапаропорты к рабочим поверхностям. Применение данных фиксаторов позволяет моделировать ситуации по возможному расположению троакаров в зависимости от клинической ситуации.

Первая платформа состоит из прозрачной прямоугольной платформы из полиметилметакрилата размером 16×16 см и толщиной 0,5 см, на которой расположены два кейса (фиг. 5). По углам платформы установлены 4 присоски, которые позволяют фиксировать платформу к любой поверхности.

Первый кейс для формирования прецизионности работы с инструментами и развития внимания (фиг. 6) занимает правую площади платформы, на которой, на 1 см вглубь от передней грани и 1,5 см от боковой грани платформы, расположен круглый бокс с крышкой диаметром 3,5 см. Напротив бокса, на расстоянии 4 см, сформированы 25 углублений диаметром 5 мм и глубиной 2 мм, расстояние между углублениями составляет 5 мм. Тренажер устанавливают боксом к обучаемому для наилучшего обзора при выполнении заданий.

При выполнении данного задания обучаемые выполняют приемы и движения, используемые в лапароскопической хирургии. При выполнении данного упражнения предпочтительно использовать 2 лапароскопических атравматических окончатых зажима без кремальер (Atrau Fenestrated).

На данном тренажере возможно выполнять несколько заданий. Задание "цифры" предполагает выкладывание из бусин различных цифр.

Задание "рисунок" предполагает выкладывание из бусин двухцветного рисунка с заполнением всех 25 углублений. Рисунком может быть, например, флаг государства. Упражнение необходимо выполнять двумя руками, поочередно захватывая бусины и устанавливая их в углубления правой и левой руками. После сбора рисунка предлагается выполнить более сложное техническое задание по складыванию бусин обратно в бокс, при этом также меняя очередность рук.

Второй кейс для формирования мануальных навыков в лапароскопической хирургии для свободной манипуляции в закрытом пространстве (фиг. 7) занимает 1/2 платформы и представлен 10-ю шуруп-кольцами, выполненными из металлической проволоки диаметром 2,5 мм, с внутренними отверстиями диаметром 8 мм и внешним диаметром 13 мм, кольца возвышаются над платформой на 2,7 см. На прозрачной платформе нанесена черным цветом геометрическая фигура в виде непрерывной непересекающейся линии, которая берет свое начало на одной из граней прозрачной платформы на той же грани линия заканчивается. 10 колец расположены по ходу линии на равном удалении друг от друга, перпендикулярно линии. К тренажеру прилагают эластичную капроновую веревку длиной 25 см и диаметром 3 мм.

При выполнении данного задания предлагают использовать 2 лапароскопических диссектора (Traditional Maryland) или 2 атравматических лапароскопических зажима (Atrau Fenestrated) без кремальеры.

Необходимо провести капроновую веревку через 10 металлических колец, соблюдая при этом очередность их расположения на линии. При помощи лапароскопического диссектора необходимо захватить кончик веревки, провести его в кольцо, другим свободным диссектором принять конец веревки и несколько протянуть ее в отверстие кольца. По аналогии с первым кольцом необходимо провести веревку через 9 оставшихся отверстий колец. Учитывая, что линия повторяет сложную геометрическую фигуру с несколькими полукружиями различного диаметра, обучаемый, для проведения веревки через кольца, должен ротировать кисть руки с манипулятором и/или пользоваться вращателем на манипуляторе. Для усложнения задания предлагают переворачивать платформу тренажера в различных направлениях, начинают при этом с такого положения платформы тренажера, когда грань, на которой расположены начало и конец линии, обращена к обучаемому.

Вторая платформа для обучения методике лапароскопического шва состоит из прозрачной прямоугольной платформы из полиметилметакрилата размером 16×16 см и толщиной 0,5 см (фиг. 8). По углам платформы установлены 4 присоски, которые позволяют фиксировать платформу к любой поверхности. Включает четыре кейса.

Первый кейс для формирования мануального навыка взаимодействия ведущей и второстепенной рук (фиг. 9) расположен в 1 см от передней грани и в 1 см от правой боковой грани. В платформу установлены 8 металлических столбцов из нержавеющей стали 3 см высотой и 0,2 см в диаметре. Столбцы расположены симметрично двумя группами по 4 столбца. Расстояние между колоннами составляет 3 см, дистанция между столбцами 2 см. Расстояния между первой и второй группами составляет 3,5 см. На одной из групп находятся 4 силиконовые прозрачные трубочки внешним диаметром 1 см, внутренним - 0,6 см и 3 см высотой. Твердость силиконовых трубочек составляет 60 А по шкале Шора. На одной из групп находятся 4 силиконовых прозрачных кольца. Твердость силиконового кольца составляет 50 А по шкале Шора. Твердость силиконовых трубочек и колец подобрана для оптимального манипулирования лапароскопическим инструментом.

При работе на данном тренажере обучаемые выполняют приемы, используемые в лапароскопической хирургии. При выполнении данного задания предлагают использовать 2 лапароскопических диссектора (Traditional Maryland). Если силиконовые трубочки и силиконовые кольца расположены на правой группе металлических столбцов, то необходимо лапароскопическим диссектором, расположенным справа, захватить силиконовую трубочку, снять ее с металлического столбца, затем поднести силиконовую трубочку в центр тренажера и захватить ее лапароскопическим диссектором, расположенном справа, и переложить ее на симметрично расположенный столбец левой группы, аналогично следует переложить силиконовое кольцо, при этом поменяв захват элемента в браншах лапароскопического диссектора с горизонтального на вертикальный. Аналогично необходимо переместить на противоположную сторону все 4 трубочки и 4 кольца.

Данное задание выполняют, начиная с ведущей руки. При этом после серии тренировок необходимо достичь мастерства автономной работы правой и левой рук. После передачи трубочки или кольца в центральной части тренажера и далее, при опускании трубочки или кольца на столбик одной рукой, другая рука в этот же момент должна захватывать новую трубочку или кольцо на своей стороне. Таким образом, момент опускания одного элемента должен совпадать с моментом захватывания нового элемента.

Второй кейс для формирования узлов (фиг. 10) представляет собой три шуруп-крючка, расположенных в виде вершин равнобедренного треугольника, между которыми натянута канцелярская резинка. Первый шуруп-крючок устанавливают в 1 см от края передней грани и в 4 см от края левой боковой грани. Второй шуруп-крючок устанавливают в 1 см от края задней грани и в 4 см от края левой боковой грани, третий - в 1 см от края задней грани и в 1 см от края левой боковой грани. Шуруп-крючок изготовлен из стальной проволоки диаметром 2 мм. Диаметр изгиба крючка составляет 5 мм. Высота шуруп-крючка 2 см над поверхностью платформы. На резинке, фиксированной между тремя шуруп-крючками в виде равнобедренного треугольника, предлагают отрабатывать навык формирования скользящего лапароскопического узла или лапароскопического хирургического узла. Для этого необходимо, не затягивая, сформировать правую и левую полупетли и сдвинуть узел на резинку, используя инструмент или натягивая одну из нитей. При формировании хирургического узла необходимо сформировать двойную полупетлю, которую фиксируют в дальнейшем одинарной полупетлей. Для выполнения данного упражнения предпочтительно использовать лапароскопический иглодержатель (Needle Holder V type) и зажим (Atrau Fenestrated) или диссектор (Traditional Maryland).

Третий кейс для формирования продольных и поперечных швов (фиг. 11) располагают в 2 см от края задней грани и на 1 см от левой боковой левой грани, где устанавливают 2 линии уплотнителя, состоящие из двух полиуретановых валиков 5 см длиной, 10 мм шириной и 6 мм высотой. Уплотнители устанавливают параллельно передней грани: первый - в 1 см от боковой левой грани и в 2 см от задней грани, второй - в 1 см от боковой левой грани и в 4 см от задней грани. На данном тренажере предлагают выполнить лапароскопический непрерывный шов или узловой шов по всей длине уплотнителя. Упругость и мягкость полиуретана имитируют физиологический тургор тканей и структур организма. Полиуретан имеет умеренную плотность и при чрезмерном давлении на него повреждается, что помогает обучаемому почувствовать степень травматизации тканей организма при осуществляемых манипуляциях. Платформу можно фиксировать относительно обучаемого как перпендикулярно, так и горизонтально, что позволяет отрабатывать технику формирования и продольных, и поперечных швов.

После износа полиуретанового уплотнителя, его легко демонтируют с платформы, на это место по направляющей линии устанавливают новый участок полиуретанового уплотнителя.

При работе предпочтительнее использовать лапароскопический иглодержатель (Needle Holder V type), лапароскопический зажим (Atrau Fenestrated) или диссектор (Traditional Maryland).

Обучаемому предлагают выполнить интракорпоральный непрерывный или узловой шов, а также эктракорпоральный узловой шов в поперечном или продольном направлениях в зависимости от расположения платформы.

Четвертый кейс для отработки навыка лапароскопического шва (фиг. 12) установлен на вторую платформу в 2 см от задней грани и в 1 см от боковой правой грани. На платформе располагают контентную ленту с мелкими пластиковыми крючками для фиксации материала, размер ленты 7×5 см. Поролоновая губка - излюбленный материал у хирургов всего мира для отработки общехирургических и лапароскопических навыков. Как правило, поролоновую губку фиксируют к универсальному основанию при помощи игл от шприцов, канцелярских булавок, зажимов для бумаг. Наличие посторонних предметов, фиксирующих поролоновую губку, отвлекает внимание и мешает отработке мануальных навыков. Предложенный тренажер позволяет фиксировать поролоновую губку, используемую в бытовых нуждах, к контентной ленте абразивной частью вниз, что обеспечивает надежную ее фиксацию без дополнительных фиксирующих элементов. Возможность фиксации поролоновой губки без дополнительных устройств обеспечивает удобство при отработке лапароскопических навыков.

При работе на тренажере обучаемые выполняют ряд заданий. Например, выполняют прикраевой непрерывный или узловой экстракорпоральный и интракорпоральный швы, сшивают предварительно нанесенный разрез, ушивают сформированное отверстие, отрабатывают формирование скользящего узла и позиционирование иглы о ткань.

Предлагаемый портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии для обучения базовым лапароскопическим навыкам и методикам экстракорпорального и интракорпорального швов имеет следующие преимущества:

- портативность тренажера позволяет использовать его в любых удобных условиях для обучаемого и фиксировать на любую рабочую поверхность толщиной до 8 см;

- возможность изменения расстояния между рабочими отверстиями-портами позволяет моделировать расстановку троакаров и выполнять разнообразные клинические задачи;

- позволяет освоить весь спектр приемов и действий, необходимых в лапароскопической хирургической технике, таких как: ротация кисти, точность выполнения движений, прецизионность, сосредоточенность, формирование лапароскопических узлов, навык наложения лапароскопического шва, способность позиционировать иглу в лапароскопическом иглодержателе, умение обращаться с шовным материалом в закрытом пространстве, координация движений, взаимодействие правой и левой рук;

- в процессе обучения на данном комплекте положен принцип постепенного приобретения базовых мануальных навыков от выполнения технически простых заданий к освоению навыка эндоскопического ручного шва и переходу из трехмерного пространства в двухмерное пространство;

- низкая стоимость составляющих деталей и частей тренажеров делает его экономически выгодным для образовательных учреждений и для личного использования.

Предлагаемый портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии может найти широкое применение при обучении и тренировке мануальных лапароскопических навыков, так как отвечает основным современным принципам обучения, удобен в применении при индивидуальных тренировках студентов и молодых специалистов.

Изобретение относится к средствам обучения в медицине. Портативный симуляционный тренажер включает стойки, имитирующие лапаропорты, в виде пластины полиметилметакрилата шириной 6 см, высотой 18 см, толщиной 0,5 см, имеющие два изгиба, в центре лицевой поверхности сформированы рабочие отверстия, имитирующие отверстия лапаропортов, диаметром 8 мм под углом по направлению к центру рабочей поверхности; штатив для веб-камеры или телефона; быстрозажимные пошаговые F-образные фиксаторы, имеющие длину 19 см, ширину 14 см и толщину 1,3 см, изготовленные из ударопрочной пластмассы, рабочие губки которых длиной 2,8 см и шириной 1,8 см снабжены накладками для фиксации к стойке и предотвращения повреждений рабочих поверхностей, и две прямоугольные прозрачные платформы из полиметилметакрилата размером 16×16 см и толщиной 0,5 см с присосками для фиксации на рабочей поверхности. Первая платформа имеет два кейса. Первый выполнен для формирования прецизионности работы с инструментами и развития внимания и имеет бокс для бусин с крышкой и отверстия. Второй выполнен для формирования мануальных навыков в лапароскопической хирургии и свободной манипуляции в закрытом пространстве и включает возвышающиеся над платформой шуруп-кольца, расположенные на равном расстоянии друг от друга по ходу непрерывной непересекающейся линии. Вторая платформа для обучения методике лапароскопического шва имеет четыре кейса. Первый для формирования мануального навыка взаимодействия ведущей и второстепенной рук и имеет две группы металлических столбцов, расположенных симметрично и снабженных силиконовыми трубочками и кольцами. Второй кейс выполнен для формирования различных видов узлов и содержит три шуруп-крючка, расположенных в вершинах равнобедренного треугольника, между которыми натянута канцелярская резинка. Третий кейс выполнен для формирования продольных и поперечных швов и включает два размещенных параллельно полиуретановых валика, а четвертый служит для отработки навыка лапароскопического шва и выполнен в виде ленты с крючками для фиксации материала из поролона. Технический результат состоит в упрощении и облегчении конструкции. 12 ил.

Портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии, включающий:

стойки, имитирующие лапаропорты, в виде пластины полиметилметакрилата шириной 6 см, высотой 18 см, толщиной 0,5 см, имеющие два изгиба, в центре лицевой поверхности сформированы рабочие отверстия, имитирующие отверстия лапаропортов, диаметром 8 мм под углом по направлению к центру рабочей поверхности;

штатив для веб-камеры или телефона;

быстрозажимные пошаговые F-образные фиксаторы, имеющие длину 19 см, ширину 14 см и толщину 1,3 см, изготовленные из ударопрочной пластмассы, рабочие губки которых длиной 2,8 см и шириной 1,8 см снабжены накладками для фиксации к стойке и предотвращения повреждений рабочих поверхностей;

и две прямоугольные прозрачные платформы из полиметилметакрилата размером 16×16 см и толщиной 0,5 см с присосками для фиксации на рабочей поверхности,

при этом первая платформа имеет два кейса: первый выполнен для формирования прецизионности работы с инструментами и развития внимания и имеет бокс для бусин с крышкой и отверстия, а второй выполнен для формирования мануальных навыков в лапароскопической хирургии и свободной манипуляции в закрытом пространстве и включает возвышающиеся над платформой шуруп-кольца, расположенные на равном расстоянии друг от друга по ходу непрерывной непересекающейся линии;

вторая платформа для обучения методике лапароскопического шва имеет четыре кейса, первый - для формирования мануального навыка взаимодействия ведущей и второстепенной рук и имеет две группы металлических столбцов, расположенных симметрично и снабженных силиконовыми трубочками и кольцами, второй кейс выполнен для формирования различных видов узлов и содержит три шуруп-крючка, расположенных в вершинах равнобедренного треугольника, между которыми натянута канцелярская резинка, третий кейс выполнен для формирования продольных и поперечных швов и включает два размещенных параллельно полиуретановых валика, а четвертый служит для отработки навыка лапароскопического шва и выполнен в виде ленты с крючками для фиксации материала из поролона.