ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ОТРАБОТКИ МАНИПУЛЯЦИЙ НА СОСУДАХ БЕДРА И НАДКОЛЕННОЙ ОБЛАСТИ Российский патент 2023 года по МПК G09B23/28 G09B23/34 

Настоящее изобретение относится к медицине, к устройствам для обучения врачей по специальностям профессиональных и образовательных стандартов «хирургия», «сердечно-сосудистая хирургия», «анестезиология и реаниматология», «рентгенология и ультразвуковая диагностика». Тренажер предназначен для отработки операций на бедренной и надколенной артериях в типичных для доступа областях.

На настоящий момент для обучения навыков выполнения доступа к сосудам известно устройство «The VI Box - Pulsatile Wet Lab Вох» (https://lifelikebiotissue.com/shop/cardiac/vi-box) в которое устанавливается операционный блок «Embedded Femoral Groin Model». Тренажер включает синтетические сосуды, реалистично повторяющие ткани артерий и вен. Основу операционного блока составляет материал, позволяющий использовать ультразвуковую навигацию при выполнении манипуляций. Тренажер снабжен механизмом, нагнетающим пульсирующий и постоянный поток жидкости.

Недостатками устройства являются:

а) операционный модуль выполнен из гидрофильных материалов, которые имеют ограниченный период эксплуатации и сопровождаются определенными трудностями при уходе и транспортировке сменных блоков;

б) примитивное выполнение модели не позволяет реалистично визуализировать анатомические области;

в) высокая стоимость сменного блока ограничивает массовое использование тренажера в практическом обучении;

г) ткани, окружающие сосуды, а также имитация кожного покрова довольно скользкие и грубые при тактильном и оперативном воздействии.

Из отечественных устройств известно изобретение «Универсальный тренажер для обучения допплерометрии, пункции и катетеризации сосудов под ультразвуковым контролем» (патент RU 2739667C1, МПК № G09B 23/286, 28.12.2020). Тренажер позволяет проводить инвазивные манипуляции под ультразвуковым контролем. Устройство представлено емкостью для жидкости, которая сообщается с роторным насосом, который обеспечивает перистальтическую подачу жидкости. Отмечается наличие возможности изменения скорости вращения ротора. Ультразвуковой блок содержит имитаторы сосудов разного диаметра, которые расположены змеевидным образом.

Недостатками устройства являются:

а) роторный насос не обеспечивает максимально-реалистичную имитацию сосудистой перистальтики, так как не может обеспечить достаточное давление жидкости в системе трубок;

б) отсутствие программно-технического решения анализа ошибок не позволяет в полной мере судить о правильности выполнения инвазивных манипуляций;

в) непрерывный ход сосуда разного диаметра, расположенный змеевидным образом не соответствует представлениям топографической анатомии человека, что может способствовать закреплению ложных навыков и знаний;

г) отсутствие в ультразвуковом модуле имитаторов вен и нервов ограничивает учебные возможности устройства.

Предложенное техническое решение позволяет устранить выявленные недостатки аналогов. В основу изобретения положена задача более точной модели тренажера.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что тренажер для отработки манипуляций на сосудах бедра и надколенной области, включающий имитаторы сосудов, устройство нагнетания пульсирующего потока жидкости и блок управления с программным обеспечением, представляет собой упругий и эластичный имитатор бедра и паха с костными ориентирами и отверстиями в бедренной и надколенной областях для визуализации сосудов, усеченный сверху горизонтальной плоскостью над пупком, кнаружи сагиттальной за пупком, по задней поверхности - проходящей вдоль него фронтальной плоскостью; в проекциях доступа к бедренной и надколенной артериям в имитаторе бедра и паха выполнены полости для размещения сменных блоков, представляющих собой цельные силиконовые блоки с имитаторами кожи, мышц и бедренной или надколенной артерий, при этом артерии скрыты мышечными пучками, расположенными в виде натянутых створок, костные ориентиры размещены с возможностью обозначения тактильных ориентиров: бедренного, надколенника, лобкового с участком седалищной, подвздошного в области передней верхней ости; блок управления выполнен с возможностью сбора данных о временных интервалах выполнения манипуляций с помощью датчика давления и контроля результатов их выполнения, имитаторы сосудов представляют собой замкнутую систему трубок с устройством нагнетания пульсирующей жидкости; а соотношения внутреннего диаметра и толщины стенки сосудов выбраны в бедренной области: 10-12/1-1,5 мм; в надколенной области 6-8/1 мм.

Выполнение тренажера из упругих эластичных материалов обеспечивает более четкое представление о тактильных взаимодействиях с тканями. Наличие блоков также дает возможность более точного ознакомления с участками исследуемых мышц. Наличие блока управления с программным обеспечением обеспечивает возможность контроля выполнения навыков.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлены общие ориентиры модели, фиг. 2, на которой показаны имеющиеся костные ориентиры, фиг. 3, на которой показано устройство технических полостей, фиг. 4, на которой показаны оперативные доступы. На фиг. 5 представлен блок управления, на фиг. 6 - органы управления устройством.

Тренажер выполнен из искусственных безопасных для здоровья человека материалов, максимально напоминающих реальные ткани по визуальным и тактильным характеристикам (в том числе при воздействии, например, разрез, прокол), представлен упругой, эластичной имитацией бедра и паха с костными ориентирами и наличием отверстий в бедренной и надколенной областях для визуализации одноименных сосудов. Анатомическая модель (фиг. 1) имеет границы и усечена плоскостями: сверху - горизонтальной над пупком 1, кнаружи - сагиттальной 2 за пупком, по задней поверхности - фронтальной 3 на четверть вдоль модели.

Нога располагается в положении, соответствующим типичному положению на операционном столе, а именно с отведением бедра кнаружи и несколько согнутым коленом (фиг. 1). В проекциях доступа (фиг. 2) к бедренной и надколенной артериям выполнены вдавления - полости для сменных блоков 4 различного типа. В области обоих доступов - обозначены препятствием участки мышц, расположенных в виде натянутых створок (портняжная, приводящая, тонкая, двуглавая и др.).

Тренажер включает участки имитации костей (фиг. 3) для обозначения тактильных (при пальпации) ориентиров: часть подвздошной в области ее передней верхней ости 5, лобковую с участком седалищной 6, бедренную кость 7, надколенник 8.

Тренажер содержит замкнутую систему трубок (избражено непрерывнйо и пункцтирной линией на фиг. 4). Тренажер может быть дополнен устройством нагнетания пульсирующей жидкости, программой дистанционного управления (блок управления) (фиг. 5) и органы управления устройством (фиг. 6).

Вариации сменных блоков:

- цельный блок с покровом кожи, мышечными створками и артерией. Цельный силиконовый блок, волокнистый, растяжимый, подразумевающий этапное выделение артерии перед работой. Цельный блок позволяет выполнить отработку ультразвуковых микроинвазивных навыков на сосудисто-нервном пучке (пункция, катетеризация);

- оперативная область уже содержит разрез. Кожа разведена в стороны. Глубже, на середине, располагаются 2 пучка мышц, выполненных в виде «приоткрытых ворот», в глубине которых располагается артерия. Бедренная или надколенная артерия скрыты мышечными пучками и являются предметом задачи. Тренировка навыка подразумевает использование дополнительного инструмента (ранорасширителя) или ассистента.

- со свободнолежащей артерией. Вымощенные стенки, широкое пространство. Артерия находится на дне глубокой раны размерами 15×7 см.

Вариации сосудов (внутренний диаметр / толщина стенки, мм):

- бедренная область: 10-12/1-1,5;

- надколенная область: 6-8/1.

Программное обеспечение предназначено для версии тренажера с пульсирующей помпой и позволяет управлять как одним, так и более (2, 3, 4, 10 и пр.) подключенных тренажеров посредством сети, основанной на Wi-Fi канале передачи данных. В результате работы изделия в блоке управления фиг. 6 осуществляется сбор следующих данных, а именно, регистрируются параметры: имя профиля, скорость выполнения доступа - от старта до времени пережатия сосуда (датчик давления регистрирует отсутствие или изменение тока и отмечает временной период между указанными параметрами, время непосредственного выполнения операции (до снятия держалки), контроль (визуальный, аппаратный) результатов работы.

Формализованный контроль выполнения навыков осуществляется в том числе с использованием рейтинговых методик оценки.

Программное обеспечение выполняет следующие функции:

Включение и выключение тренажера с пульта и непосредственно с предложения.

Посредством активации датчика давления описывает временные интервалы выполнения конкретной операции.

Содержит стандартное приложение оценки навыков (утвержденной аккредитационным советом), а также специально-разработанное сложное 5-бальное алгоритмическое приложение оценки текущих данных с помощью адаптированной многоуровневой системы сложной оценки практических навыков.

Настоящее учебное изделие предназначено для отработки оперативных вмешательств на сосудах в указанных областях, а также подразумевает использование модели в целом при демонстрации выполнения хирургических навыков. В предполагаемых к оперативному воздействию областях располагаются блоки с сосудами, с возможностью пульсации и без нее. При включении команды старт на блоке управления в замкнутую систему сосудов подается пульсирующая жидкость. Пульсирующая область поступает в имитации артерий бедренной и надколенной области, а также путем технических изломов системы сосудов в преддверии подколенного блока для достижения потери пульсации в вену надколенной области.

Изобретение относится к средствам обучения в медицине. Тренажер для отработки манипуляций на сосудах бедра и надколенной области включает имитаторы сосудов, устройство нагнетания пульсирующего потока жидкости и блок управления с программным обеспечением. Тренажер представляет собой упругий и эластичный имитатор бедра и паха с костными ориентирами и отверстиями в бедренной и надколенной областях для визуализации сосудов, усеченный сверху горизонтальной плоскостью над пупком, кнаружи - сагиттальной за пупком, по задней поверхности - проходящей вдоль него фронтальной плоскостью. В проекциях доступа к бедренной и надколенной артериям в имитаторе бедра и паха выполнены полости для размещения сменных блоков, представляющих собой цельные силиконовые блоки с имитаторами кожи, мышц и бедренной или надколенной артерий. Артерии скрыты мышечными пучками, расположенными в виде натянутых створок. Костные ориентиры размещены с возможностью обозначения тактильных ориентиров: бедренного, надколенника, лобкового с участком седалищной, подвздошного в области передней верхней ости. Блок управления выполнен с возможностью сбора данных о временных интервалах выполнения манипуляций с помощью датчика давления и контроля результатов их выполнения. Имитаторы сосудов представляют собой замкнутую систему трубок с устройством нагнетания пульсирующей жидкости. Соотношения внутреннего диаметра и толщины стенки сосудов выбраны в бедренной области: 10-12/1-1,5 мм; в надколенной области 6-8/1 мм. Технический результат состоит в обеспечении отработки операций на бедренной и надколенной артериях в типичных для доступа областях и приближенных к реальным условиях. 6 ил.

Тренажер для отработки манипуляций на сосудах бедра и надколенной области, включающий имитаторы сосудов, устройство нагнетания пульсирующего потока жидкости и блок управления с программным обеспечением, отличающийся тем, что представляет собой упругий и эластичный имитатор бедра и паха с костными ориентирами и отверстиями в бедренной и надколенной областях для визуализации сосудов, усеченный сверху горизонтальной плоскостью над пупком, кнаружи сагиттальной за пупком, по задней поверхности - проходящей вдоль него фронтальной плоскостью; в проекциях доступа к бедренной и надколенной артериям в имитаторе бедра и паха выполнены полости для размещения сменных блоков, представляющих собой цельные силиконовые блоки с имитаторами кожи, мышц и бедренной или надколенной артерий, при этом артерии скрыты мышечными пучками, расположенными в виде натянутых створок, костные ориентиры размещены с возможностью обозначения тактильных ориентиров: бедренного, надколенника, лобкового с участком седалищной, подвздошного в области передней верхней ости; блок управления выполнен с возможностью сбора данных о временных интервалах выполнения манипуляций с помощью датчика давления и контроля результатов их выполнения, имитаторы сосудов представляют собой замкнутую систему трубок с устройством нагнетания пульсирующей жидкости; а соотношения внутреннего диаметра и толщины стенки сосудов выбраны в бедренной области: 10-12/1-1,5 мм; в надколенной области 6-8/1 мм.