ТРЕНАЖЁР ДЛЯ ОТРАБОТКИ НАВЫКОВ ФОРМИРОВАНИЯ АНАСТОМОЗОВ НА РАБОТАЮЩЕМ СЕРДЦЕ Российский патент 2023 года по МПК G09B23/28 G09B23/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к кардиохирургии, а именно к устройствам для отработки навыков формирования анастомозов.

Уровень техники

Известен тренажер для отработки навыков формирования анастомозов на работающем сердце, включающий корпус, выполненный с возможностью фиксации тренировочных объектов и имитации механических сокращений бьющегося сердца, и блок управления. При этом корпус выполнен в виде верхней и нижней тяжелых пластин, соединенных столбиками, и содержит гибкую руку для фиксации сосуда-донора. К нижней пластине корпуса прикреплен фиксатор для тренировочных объектов, включающий ванночку с возможностью фиксации силиконовых блоков определенного размера и штатив для фиксации сосуда-донора. В верхней пластине корпуса содержится отверстие для шитья анастомозов сквозь него. Фиксатор тренировочных объектов включает динамическую систему создания колебаний для симуляции сердцебиения. Блок управления представляет собой проводной пульт управления, подключаемый к сети, с возможностью настройки паттерна сердцебиения. Тренировочный объект представляет собой силиконовый параллелепипед с цилиндрическим искусственным сосудом посередине верхней грани.

Данное устройство обладает следующими недостатками.

Во-первых, корпус отличается большой массой и низкой портативностью, при этом диапазон высоты тренировочного объекта и плоскостей, в которых он может быть расположен, ограничен.

Во-вторых, фиксатор для объектов позволяет фиксировать только один вид тренировочного объекта строго определенного размера.

В-третьих, фиксатор для объектов обладает сниженной водостойкостью, что ограничивает возможности работы с биологическими материалами.

В-четвертых, блок управления массивен, содержит много проводов, пересекающих операционное поле; пульт требует сетевого питания.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение мобильности, портативности, водостойкости и реалистичности тренажера, а также расширение его функционала.

Для достижения указанного технического результата разработан тренажер, включающий корпус, выполненный с возможностью фиксации тренировочных объектов и имитации механических сокращений бьющегося сердца, и блок управления, отличающийся тем, что корпус включает две части - верхнюю и нижнюю - при этом нижняя часть выполнена неподвижной и содержит элемент для фиксации к рабочему месту, а верхняя часть подвижна относительно нижней части, содержит по меньшей мере один съемный элемент для фиксации сосуда-донора, рифленую рабочую поверхность и по меньшей мере две съемных скобы для фиксации тренировочных объектов к рабочей поверхности, при этом верхняя часть на боковых гранях содержит ограничительные выступы для предотвращения соскальзывания фиксирующих скоб; верхняя часть превышает по площади нижнюю и полностью накрывает ее подобно козырьку; внутри верхней части содержатся зацепы, одним концом подвижно фиксированные к стенкам нижней части, а другим концом подвижно фиксированные к внутренней поверхности верхней части корпуса; нижняя часть корпуса содержит систему питания и мотор, при этом мотор фиксирован к одному из зацепов с помощью вала, а в местах его контакта со стенками нижней части находятся резиновые прокладки для гашения избыточных вибраций; элемент для фиксации сосуда-донора представляет собой гибкий штатив с по меньшей мере одной клипсой для удерживания сосуда; блок управления представляет собой проводной пульт дистанционного управления, имеет размеры не более 4x5x6 см и содержит два регулятора - для изменения частоты и амплитуды движений верхней части корпуса.

Фиксирующие скобы могут иметь разную высоту по отношению к рабочей поверхности верхней части корпуса, максимум 30 мм.

Рифление может быть представлено бороздками, расположенными параллельно фиксирующим скобам и перпендикулярно ходу сосуда-рецепиента, при этом поверхность скоб, обращенная к верхней части корпуса, может содержать ответные бороздки.

Устройство может содержать 4 зацепа.

Система питания в нижней части корпуса может быть выполнена с возможностью проводного подключения к сетевому источнику питания, при этом разъем для провода может быть расположен на нижней поверхности нижней части корпуса.

Верхняя и нижняя части корпуса могут быть выполнены из полилактида.

Элемент для фиксации корпуса к рабочему месту, а также съемный элемент для фиксации сосуда-донора обеспечивают компактность и мобильность устройства.

Комбинация верхней части корпуса и съемных скоб с рифлением позволяет фиксировать разнообразные тренировочные объекты - синтетические модели сосудов, фрагменты сердца животного или человека, кадаверные сосуды и т.п., что расширяет функциональные возможности устройства.

Изготовление корпуса таким образом, что его верхняя часть превышает по площади нижнюю и полностью накрывает ее подобно козырьку, обеспечивает надежную защиту от протечек жидкостей внутрь корпуса при работе с биологическими объектами.

Выполнение блока управления в виде пульта с размерами не более 4x5x6 см позволяет во время работы с биологическими объектами поместить пульт в одноразовый прозрачный пакет, что предотвращает попадание грязи внутрь пульта; кроме того, предлагаемая конструкция блока управления включает всего один провод, который не загромождает операционное поле и повышает удобство работы на тренажере.

Зацепы, одним концом подвижно фиксированные к стенкам нижней части корпуса, а другим концом подвижно фиксированные к внутренней поверхности верхней части корпуса, придают верхней части корпуса во время функционирования изделия маятникообразную траекторию движения, что имитирует последовательное волнообразное сокращение предсердий и желудочков сердца, повышая реалистичность симуляции.

Описание чертежей

На фиг.1 представлена 3Д-модель изделия, обращенная верхней частью корпуса к наблюдателю, вид снаружи.

На фиг.2 представлена 3Д-модель изделия, обращенная нижней частью корпуса к наблюдателю, вид снаружи.

На фиг.3 представлена 3Д-модель нижней части корпуса, вид изнутри.

На фиг.4 представлена 3Д-модель верхней части корпуса, вид изнутри.

На фиг.5 представлен образец тренажера в собранном виде.

Цифрами обозначены:

1 - Верхняя часть корпуса

2 - Нижняя часть корпуса

3 - Штатив для фиксации корпуса к рабочему месту

4 - Область крепления штатива к нижней части корпуса

5 - Штатив для фиксации сосуда-донора

6 - Область крепления штатива для фиксации сосуда-донора к нижней части корпуса

7 - Клипса для удерживания сосуда-донора

8 - Рифление на рабочей поверхности верхней части корпуса

9 - Съемные скобы для фиксации тренировочных объектов

10 - Ограничительные выступы

11 - Зацепы

12 - Мотор

13 - Вал, фиксирующий мотор к зацепу

14 - Резиновые прокладки

15 - Пульт управления с регуляторами частоты и амплитуды движений

16 - Разъем для провода питания

Осуществление изобретения Тренажер для отработки навыков формирования анастомозов на работающем сердце включает корпус, выполненный с возможностью фиксации тренировочных объектов и имитации механических сокращений бьющегося сердца, и блок управления, и отличается тем, что корпус включает две части - верхнюю и нижнюю - при этом нижняя часть выполнена неподвижной и содержит элемент для фиксации к рабочему месту, а верхняя часть подвижна относительно нижней части, содержит по меньшей мере один съемный элемент для фиксации сосуда-донора, рифленую рабочую поверхность и по меньшей мере две съемных скобы для фиксации тренировочных объектов к рабочей поверхности, при этом верхняя часть на боковых гранях содержит ограничительные выступы для предотвращения соскальзывания фиксирующих скоб; верхняя часть превышает по площади нижнюю и полностью накрывает ее подобно козырьку; внутри верхней части содержатся зацепы, одним концом подвижно фиксированные к стенкам нижней части, а другим концом подвижно фиксированные к внутренней поверхности верхней части корпуса; нижняя часть корпуса содержит систему питания и мотор, при этом мотор фиксирован к одному из зацепов с помощью вала, а в местах его контакта со стенками нижней части находятся резиновые прокладки для гашения избыточных вибраций; элемент для фиксации сосуда-донора представляет собой гибкий штатив с по меньшей мере одной клипсой для удерживания сосуда; блок управления представляет собой проводной пульт дистанционного управления, имеет размеры не более 4x5x6 см и содержит два регулятора - для изменения частоты и амплитуды движений верхней части корпуса.

Предлагаемое устройство используется следующим образом.

Хирург подготавливает тренировочный объект, например, фрагмент бычьего или свиного сердца с коронарными артериями, одна из которых служит в качестве сосуда-реципиента, и изолированный сосуд-донор. Фрагмент сердца с сосудом-реципиентом фиксируют на верхней части корпуса тренажера. Рифление на верхней части корпуса и фиксирующих скобах надежно удерживает тренировочные объекты и предотвращает их выскальзывание.

Корпус с помощью фиксирующего элемента размещают на рабочем месте: стол, стул, настенный штатив или любая другая подходящая поверхность, при этом рабочую поверхность корпуса располагают на удобной для хирурга высоте и под необходимым наклоном.

В клипсе гибкого штатива фиксируют сосуд-донор на необходимом и достаточном расстоянии от зоны анастомозирования на сосуде-реципиенте, не допуская в нем ни избытка, ни недостатка.

Пульт на время работы помещают в прозрачный зип-пакет, что предохраняет его от загрязнения.

Устройство включают и устанавливают желаемую частоту и амплитуду сокращений корпуса. За счет маятникообразной траектории движения верхней части корпуса при функционировании изделия волновидный ход рабочей поверхности с закрепленным на ней тренировочным объектом напоминает интраоперационную картину сокращений сердечной мышцы.

Хирург выполняет анастомоз между сосудом-донором и реципиентом по типу "конец-в-бок" по стандартной методике; при этом сосуды перемещаются вместе с верхней частью корпуса, что заставляет оператора постоянно подстраиваться под их изменяющееся положение. В этом суть тренажера - он реалистично воссоздает всю сложность работы на бьющемся сердце.

После работы пульт выключают. Далее можно проверить проходимость анастомоза путем нагнетания окрашенной жидкости в сосуд-донор. Затем от верхней части корпуса отсоединяют фиксирующие скобы, корпус отсоединяют от рабочего места, а биологические объекты утилизируют.

Список использованной литературы

1. Ito J, Shimamoto Т, Sakaguchi G, Komiya Т. Impact of novel off-pump coronary artery bypass simulator on the surgical training. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2013 May; 61(5):270-3. doi: 10.1007/s11748-013-0211-y.

Изобретение относится к средствам обучения в медицине. Тренажер для отработки навыков формирования анастомозов на работающем сердце включает корпус, выполненный с возможностью фиксации тренировочных объектов и имитации механических сокращений бьющегося сердца, и блок управления. Корпус включает две части - верхнюю и нижнюю. Нижняя часть выполнена неподвижной и содержит элемент для фиксации к рабочему месту. Верхняя часть подвижна относительно нижней части, содержит по меньшей мере один съемный элемент для фиксации сосуда-донора, рифленую рабочую поверхность и по меньшей мере две съемные скобы для фиксации тренировочных объектов к рабочей поверхности. Верхняя часть на боковых гранях содержит ограничительные выступы для предотвращения соскальзывания фиксирующих скоб. Верхняя часть превышает по площади нижнюю, полностью накрывая ее. Внутри верхней части содержатся зацепы, одним концом подвижно фиксированные к стенкам нижней части, а другим концом подвижно фиксированные к внутренней поверхности верхней части корпуса. Нижняя часть корпуса содержит систему питания и мотор. Мотор фиксирован к одному из зацепов с помощью вала. В местах его контакта со стенками нижней части находятся резиновые прокладки для гашения вибраций. Элемент для фиксации сосуда-донора представляет собой гибкий штатив с по меньшей мере одной клипсой для удерживания сосуда-донора. Блок управления представляет собой проводной пульт дистанционного управления, имеет размеры не более 4×5×6 см и содержит два регулятора - для изменения частоты и амплитуды движений верхней части корпуса. Технический результат состоит в повышении мобильности, портативности, водостойкости и приближении условий отработки наложения анастомозов к реальным. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Тренажер для отработки навыков формирования анастомозов на работающем сердце, включающий корпус, выполненный с возможностью фиксации тренировочных объектов и имитации механических сокращений бьющегося сердца, и блок управления, отличающийся тем, что корпус включает две части - верхнюю и нижнюю, при этом нижняя часть выполнена неподвижной и содержит элемент для фиксации к рабочему месту, а верхняя часть подвижна относительно нижней части, содержит по меньшей мере один съемный элемент для фиксации сосуда-донора, рифленую рабочую поверхность и по меньшей мере две съемные скобы для фиксации тренировочных объектов к рабочей поверхности, при этом верхняя часть на боковых гранях содержит ограничительные выступы для предотвращения соскальзывания фиксирующих скоб, верхняя часть превышает по площади нижнюю, полностью накрывая ее; внутри верхней части содержатся зацепы, одним концом подвижно фиксированные к стенкам нижней части, а другим концом подвижно фиксированные к внутренней поверхности верхней части корпуса; нижняя часть корпуса содержит систему питания и мотор, при этом мотор фиксирован к одному из зацепов с помощью вала, а в местах его контакта со стенками нижней части находятся резиновые прокладки для гашения вибраций; элемент для фиксации сосуда-донора представляет собой гибкий штатив с по меньшей мере одной клипсой для удерживания сосуда-донора; блок управления представляет собой проводной пульт дистанционного управления, имеет размеры не более 4×5×6 см и содержит два регулятора - для изменения частоты и амплитуды движений верхней части корпуса.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что фиксирующие скобы имеют разную высоту по отношению к рабочей поверхности верхней части корпуса, максимум 30 мм.

3. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что рифление представлено бороздками, расположенными параллельно фиксирующим скобам и перпендикулярно ходу сосуда-реципиента, при этом поверхность скоб, обращенная к верхней части корпуса, содержит ответные бороздки.

4. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что содержит 4 зацепа.

5. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что система питания в нижней части корпуса выполнена с возможностью проводного подключения к сетевому источнику питания, при этом разъем для провода расположен на нижней поверхности нижней части корпуса.

6. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части корпуса выполнены из полилактида.