МЕДИЦИНСКИЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ТЕХНИКЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЛАПАРОСКОПИЧЕСКОГО ШВА Российский патент 2023 года по МПК G09B23/28 

Изобретение относится к медицине и к сфере образования, в частности к оборудованию для практического обучения студентов медицинских ВУЗов, ординаторов, врачей - хирургов различным методикам эндоскопического ушивания ран и отработке базовых лапароскопических навыков.

В современной хирургии количество эндоскопических вмешательств значительно возросло и превалирует над открытыми. В связи с чем получение мануальных эндоскопических навыков является актуальной задачей. Техники лапароскопической хирургии изучаются лишь теоретически на старших курсах медицинских ВУЗов, а практически лишь во время последипломном образовании. Наиболее реалистичным способом отработки навыков эндоскопической хирургии является выполнение операций на лабораторных животных в условиях вивария. Однако главными недостатками такого подхода являются ограниченная доступность при групповых занятиях и зачастую отсутствие должной материально-технической базы. В результате этого обретение навыков лапароскопической хирургии и образовательный процесс не происходят должным образом, что устраняется применением тренажеров-симуляторов лапароскопии.

Известен медицинский тренажер для обучения технике проведения лапароскопии [Патент РФ на полезную модель № RU207 075C1, 10.04.1997]. Представляет собой упругий каркас с имитатором стенки брюшной полости, изогнутый с образованием имитатора брюшной полости. Внутри имитатора брюшной полости размечены имитаторы анатомических органов и образований. Его недостатком является отсутствие камеры и оптического устройства для отработки навыков.

Известен медицинский тренажер для развития хирургических навыков при проведении эндоскопических операций [Патент РФ на полезную модель № RU147842U1, 20.11.2014]. включающий жесткий каркас с полостью, с размещением внутри тренировочной конструкции, а также двух манипуляторов и видеокамеры на штативе, три отверстия под которые расположены в верхней части полости. Полость выполнена замкнутой, с возможностью изменения ее объема за счет внутренней имитационной абдоминальной прослойки. Недостатками тренажера являются:

- невозможность регулировки тренировочной поверхности тренажера относительно поверхности с лапаропортами;

- наличие только трех лапаропортов в верхней части полости ограничивает вариабельность имитации клинических ситуаций;

- отсутствие возможности отработки навыка ушивания тканей в верхней горизонтальной плоскости;

- невозможность расположения тканей для ушивания на рабочей поверхности под разными углами относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей;

- громоздкость конструкции.

Близким аналогом является портативный симуляционный тренажер для развития мануальных навыков в лапароскопической хирургии [Патент РФ на полезную модель RU 2768590C1 от 21.05.2021]. Включает в себя стойки в виде пластины полиметилметакрилата. В центре лицевой поверхности пластин сформированы рабочие отверстия, имитирующие отверстия лапаропортов. Имеется штатив для веб-камеры или телефона, F-образные фиксаторы, рабочие губки для фиксации к стойке, и две прямоугольные прозрачные платформы из полиметилметакрилата с присосками для фиксации на рабочей поверхности. Тренажер отличается своей компактностью, прост в применении и позволяет отработать базовые лапароскопические навыки.

Недостатками этого тренажера также является:

- невозможность регулировки расстояния между тренировочной поверхностью тренажера и поверхностью с лапаропортами;

- наличие только двух лапаропортов на стойках, расстояние между которыми можно изменять только параллельно относительно края стола;

- отсутствует возможность отработки навыка ушивания тканей в верхней горизонтальной плоскости;

- невозможность расположения тканей для ушивания на рабочей поверхности под разными углами относительно горизонтальной и вертикальной плоскостей.

Другим ближайшим аналогом является тренажер для отработки мануальных навыков при лапароскопической коррекции диастаза прямых мышц живота [Патент РФ на полезную модель № RU2772923C1, от 06.08.2021], включающий видеокамеру, учебный лапароскоп и лист прозрачного монолитного полиметилметакрилата, который имеет 5 изгибов и 5 поверхностей. Тренировочная конструкция тренажера хорошо имитирует переднюю брюшную стенку, что позволяет отработать мануальные навыки лапароскопической коррекции диастаза мышц живота.

Недостатками является:

- невозможность регулировки тренировочной поверхности тренажера относительно поверхности с лапаропортами, что стандартизирует объем отрабатываемого навыка, снижая вариативный подход;

- малое количество лапаропортов и их наличие только на меньшей по площади поверхности ограничивает возможность имитации разнообразия клинических ситуаций;

- отсутствует регулировка расстояния между поверхностью с лапаропортами и нижней горизонтальной поверхностью с тренировочным кейсом.

Технический результат - создание устройства с расширенными функциональными возможностями, позволяющими освоить и отработать лапароскопические мануальные навыки, в том числе сшивание тканей, в условиях, имеющих разный уровень сложности.

Решение поставленной задачи и технического условия обеспечивает тренажер для обучения технике формирования лапароскопического шва (фиг.1).

Основной функцией представленного тренажера является возможность формирования и отработки навыков лапароскопического интракорпорального сшивания тканей в различных плоскостях и под любым углом, в условиях вариабельности расстояния между лапаропортом и зоной работы инструментами. Это дает возможность имитировать различные условия и сложности во время проведения лапароскопической операции, что способствует этапному получению мануальных лапароскопических навыков. Помимо основной функции тренажера, есть возможность формирования базовых лапароскопических навыков, направленных на обучение работы с инструментами, развития координации, внимания. Это достигается путем использования выпускаемых промышленностью элементов для базовых упражнений, которые можно свободно разместить на рабочей поверхности тренажера. Таким образом, тренажер позволяет получить лапароскопические навыки, которые будут успешно переноситься и воспроизводиться в реальных условиях.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Вид тренажера сбоку с размещением тренировочной конструкции в нижней горизонтальной плоскости.

Фиг. 2. Вид тренажера в транспортном состоянии.

Фиг. 3. Вид тренажера сзади с фиксированной тренировочной конструкцией к верхней горизонтальной плоскости.

Фиг. 4. Общий вид тренировочной конструкции.

Фиг. 5. Вид тренажера спереди с размещением тренировочной конструкции в верхней горизонтальной плоскости.

Тренажер представляет собой жесткий каркас в виде коробки, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда (Фиг. 2) В полости каркаса на нижней горизонтальной поверхности размещена тренировочная конструкция (1). Верхняя горизонтальная поверхность снабжена отверстиями, имитирующих лапаропорты, через которые в полость вводятся лапароскопические инструменты и фиксируется видеокамера, соединенная с монитором персонального компьютера (2). Лапаропорты расположены на оптимальном расстоянии друг от друга, что позволяет инструментам перемещаться по естественной траектории, имитирующей настоящие операции. Объем полости конструкции, и соответственно расстояние от лапаропортов до тренировочной конструкции, меняется за счет перемещения верхней горизонтальной поверхности тренажера. Это достигается за счет особенностей ее конструкции. Она состоит из двух пластин прямоугольной формы (3, 4). Первая пластина крепится подвижно с помощью петель к верхнему краю задней стенки каркаса тренажера. Вторая пластина крепится к первой с помощью таких же петель (Фиг. 3). К внутренней поверхности наружных краев первой и второй пластины прикреплены с помощью цилиндрического шарнира по два стержня в форме прямоугольного параллелепипеда (5, 6). Стержни второй пластины являются разборными для удобства транспортировки. Разборка осуществляется за счет резьбового соединения двух частей посередине указанных стержней. На концах стержней первой пластины в горизонтальном поперечном направлении сделаны отверстия.

Стержни первой и второй пластины упираются в отверстия, нанесенные по всей длине верхней поверхности профильных труб квадратной формы, закрепленных по наружным краям нижней горизонтальной поверхности конструкции тренажера (7). По боковым поверхностям профильных труб на уровне вышеуказанных отверстий имеются отверстия, совпадающие с отверстиями стержней первой пластины. Это необходимо для фиксации с помощью стержня цилиндрической формы стержней первой пластины верхней горизонтальной поверхности конструкции тренажера (8).

На нижней горизонтальной поверхности закреплена металлическая пластина, к которой приварены три соединительные гайки (9). Две гайки по краям пластины и одна посередине между ними. Соединительные гайки нужны для фиксации к ним тренировочной конструкции.

Тренировочная конструкция состоит из жесткой рамы с зажимами и шарнирного механизма для установки рамы в нужной плоскости (Фиг. 4). Жесткая рама содержит в себе два зажима для фиксации съемного материала, имитирующего ткани человека (10). Например, для имитации брюшины используется полиэтиленовая пленка различной толщины или тонкая ткань, для имитации апоневроза - искусственная кожа различной плотности и толщины. В основании рамы посередине закреплена металлическая пластина (11), в центре которой имеется резьбовое соединение для фиксации резьбовой шпильки, входящей в состав простого цилиндрического шарнира (12). Для жесткой фиксации рамы к резьбовой шпильке, на последней имеется барашковая гайка, обеспечивающая затяжку резьбового соединения. Второй деталью указанного шарнира является резьбовая шпилька, которая вкручивается в одну из соединительных гаек металлической пластины нижней горизонтальной поверхности конструкции тренажера и жестко фиксируется с помощью барашковой гайки.

Для шарнирного соединения между собой резьбовых шпилек, их концы представлены овальными пластинами, в центре которых сделаны отверстия. Через них указанные детали соединяются между собой с помощью болта, гроверной шайбы и барашковой гайки, что необходимо для регулировки степени затяжки резьбового соединения и, следовательно, смены положения жесткой рамы с зажимами. Кроме того, на одной из овальных пластин резьбовых шпилек циркулярно относительно центрального шарнирного отверстия сделано 5 отверстий. На овальной пластине второй резьбовой шпильки выполнено одно отверстие такого же диаметра (13), совпадающее поочередно со всеми пятью первой пластины при работе шарнира, что необходимо для проведения через них стержня цилиндрической формы. Это позволяет стандартизировать угол наклона зажимов с закрепленным в них материалом. Таким образом, все описанные соединения являются подвижными, что позволяет выполнить любое положение зажимов, зафиксировав его с помощью барашковых шайб.

Конструкция тренажера позволяет закреплять жесткую раму с зажимами к задней стенке верхней горизонтальной поверхности (Фиг. 3). Для этого на второй пластине верхней горизонтальной поверхности посередине между правым и левым краями сделано отверстие (14). Жесткая рама крепится к верхней горизонтальной поверхности через указанное отверстие барашковым винтом с шайбой (15).

В процессе работы тренажер используется следующим образом. В зажимы тренировочной конструкции закрепляется материал для наложения швов. В зависимости от поставленной учебной задачи, тренировочная конструкция крепится к одной из соединительной гайке металлической пластины нижней горизонтальной поверхности и устанавливается в нужной плоскости и под необходимым углом. Это достигается за счет вращения тренировочной конструкции в месте соединений резьбовых шпилек шарнира с соединительной гайкой и резьбовым соединением металлической пластины основания жесткой рамы с зажимами, а также за счет работы самого шарнира. Выбранное положение тренировочной конструкции фиксируются с помощью барашковых шайб резьбовых шпилек шарнирного соединения, болта с барашковой шайбой шарнирного соединения и, если требуется стандартизация угла наклона жесткой рамы с зажимами, стержня цилиндрической формы, проведенного через отверстия овальных пластин шарнира. Затем производится регулировка относительно друг друга и тренировочной конструкции верхних горизонтальных пластин с помощью стержней, свободные края которых вставляются в симметричные отверстия профильных труб нижней горизонтальной поверхности тренажера. По окончанию регулировки верхних горизонтальных пластин, стержни первой верхней горизонтальной пластины фиксируются к профильным трубам с помощью цилиндрических стержней. Это необходимо для надежного удержания пластин в выбранном положении.

Далее устанавливается камера и инструменты в лапаропорты и производится выполнение учебного задания (Фиг. 1). Изображение с камеры выводится на монитор ПК.

При отработке навыка ушивания в верхней горизонтальной плоскости, тренировочная конструкция с помощью барашкового болта закрепляется к задней поверхности второй верхней горизонтальной пластины. Камера и инструменты вводятся в лапаропорты первой верхней горизонтальной пластины и осуществляется выполнение учебного задания (Фиг. 5)

Для приведения тренажера в транспортное состояние необходимо снять тренировочную конструкцию, разобрать стержни второй верхней горизонтальной пластины. Стержни за счет шарнироного соединения прижимаются к задней поверхности верхних горизонтальных пластин, что дает возможность закрыть их, прислонив к верхней поверхности боковых стенок конструкции тренажера. Все снятые элементы размещаются в сформированной коробке тренажера. Таким образом, объемная конструкция тренажера, формируемая для отработки лапароскопических навыков, трансформируется в коробку (Фиг. 2).

Предлагаемый тренажер для освоения техники ушивания лапаротомной раны имеет следующие преимущества:

- особенности устройства тренировочной конструкции дают возможность формирования и отработки навыков лапароскопического интракорпорального сшивания тканей в различных плоскостях и под любым углом;

- регулируемая верхняя горизонтальная поверхность тренажера способствует отработки лапароскопических навыков в условиях вариабельности расстояния между лапаропортом и зоной работы инструментами;

- конструктивные особенности тренажера дают возможность имитировать различные условия и сложности во время проведения лапароскопической операции, что способствует этапному получению мануальных лапароскопических навыков;

- одинаковые условия, обеспечивающиеся особенностями конструкции тренажера, позволяют объективно контролировать процесс овладения навыком;

- отсутствует необходимость в дополнительном освещении тренировочной конструкции - достаточно освещения в помещении;

- изготовление тренажера не требует сложных, дорогостоящих материалов;

- дешевизна и доступность расходных материалов позволяет эксплуатировать тренажер без больших экономических затрат;

- простота и отсутствие необходимости в специальных условиях хранения;

- возможность трансформации тренажера в относительно небольшую коробку позволяет его легко транспортировать и использовать не только стационарно в учебной комнате, но и в хирургических отделениях лечебных учреждений;

- объем коробки после трансформации тренажера в транспортное положение позволяет разместить в ней тренировочную конструкцию, съемные стержни второй верхней горизонтальной пластины, камеру с проводом, а также сопутствующие отработке навыка расходные материалы.

Изобретение относится к средствам обучения в медицине. Медицинский тренажер для обучения технике формирования лапароскопического шва представляет собой жесткий каркас в виде коробки, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда, на нижней горизонтальной поверхности которого размещена тренировочная конструкция. Верхняя горизонтальная поверхность каркаса имеет отверстия для введения лапароскопических инструментов и видеокамеры. Тренировочная конструкция состоит из двух пластин прямоугольной формы, первая из них закреплена с применением петель к верхнему краю задней стенки каркаса тренажера, а вторая закреплена с применением петель к первой. К внутренней поверхности наружных краев пластин прикреплены с помощью цилиндрического шарнира по два стержня в форме прямоугольного параллелепипеда, которые упираются в отверстия, нанесенные по всей длине верхней поверхности профильных труб, квадратной формы, закрепленных по наружным краям нижней горизонтальной поверхности конструкции тренажера. По боковым поверхностям профильных труб на уровне указанных отверстий имеются отверстия, совпадающие с отверстиями стержней первой пластины для фиксации с применением стержня цилиндрической формы стержней первой пластины верхней горизонтальной поверхности конструкции тренажера. На нижней поверхности каркаса закреплена металлическая пластина, к которой приварены соединительные гайки для фиксации тренировочной конструкции. Тренировочная конструкция состоит из жесткой рамы с зажимами и шарнирного механизма. Рама содержит два зажима для фиксации съемного материала, имитирующего ткани человека. В основании рамы посередине закреплена металлическая пластина, в центре которой имеется резьбовое соединение для фиксации резьбовой шпильки, входящей в состав простого цилиндрического шарнира. На резьбовой шпильке расположена барашковая гайка для затяжки резьбового соединения. Вторая деталь указанного шарнира - резьбовая шпилька, которую вкручивают в одну из соединительных гаек металлической пластины нижней горизонтальной поверхности конструкции тренажера и жестко фиксируют с применением барашковой гайки. Концы резьбовых шпилек представлены овальными пластинами с отверстиями в центре, а на одной из них циркулярно относительно центрального шарнирного отверстия имеется пять отверстий, а на второй - одно отверстие такого же диаметра для проведения через них стержня цилиндрической формы. На второй пластине верхней горизонтальной поверхности посередине между правым и левым краями имеется отверстие для крепления жесткой рамы к верхней горизонтальной поверхности. Технический результат состоит в обеспечении отработки техники лапароскопического шва в условиях, имеющих разный уровень сложности. 5 ил.

Медицинский тренажер для обучения технике формирования лапароскопического шва, представляющий собой жесткий каркас в виде коробки, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда, на нижней горизонтальной поверхности которого размещена тренировочная конструкция, отличающийся тем, что его верхняя горизонтальная поверхность имеет отверстия с возможностью введения лапароскопических инструментов и видеокамеры, при этом тренировочная конструкция состоит из двух пластин прямоугольной формы, первая из них закреплена с применением петель к верхнему краю задней стенки каркаса тренажера, а вторая закреплена с применением петель к первой, к внутренней поверхности наружных краев пластин прикреплены с помощью цилиндрического шарнира по два стержня в форме прямоугольного параллелепипеда, которые упираются в отверстия, нанесенные по всей длине верхней поверхности профильных труб, квадратной формы, закрепленных по наружным краям нижней горизонтальной поверхности конструкции тренажера, при этом по боковым поверхностям профильных труб на уровне вышеуказанных отверстий имеются отверстия, совпадающие с отверстиями стержней первой пластины для возможности фиксации с применением стержня цилиндрической формы стержней первой пластины верхней горизонтальной поверхности конструкции тренажера, при этом на нижней поверхности каркаса закреплена металлическая пластина, к которой приварены соединительные гайки для фиксации тренировочной конструкции, а тренировочная конструкция состоит из жесткой рамы с зажимами и шарнирного механизма, при этом рама содержит два зажима с возможностью фиксации съемного материала, имитирующего ткани человека, а на основании рамы посередине закреплена металлическая пластина, в центре которой имеется резьбовое соединение для фиксации резьбовой шпильки, входящей в состав простого цилиндрического шарнира, при этом на резьбовой шпильке расположена барашковая гайка для возможности затяжки резьбового соединения, а вторая деталь указанного шарнира - резьбовая шпилька, которую вкручивают в одну из соединительных гаек металлической пластины нижней горизонтальной поверхности конструкции тренажера и жестко фиксируют с применением барашковой гайки, при этом концы резьбовых шпилек представлены овальными пластинами с отверстиями в центре, а на одной из них циркулярно относительно центрального шарнирного отверстия имеется 5 отверстий, а на второй - одно отверстие такого же диаметра для возможного проведения через них стержня цилиндрической формы, также на второй пластине верхней горизонтальной поверхности посередине между правым и левым краями имеется отверстие для возможности крепления жесткой рамы к верхней горизонтальной поверхности.