RU2747253C1 - Biophant for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance - Google Patents
Biophant for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747253C1 RU2747253C1 RU2020121718A RU2020121718A RU2747253C1 RU 2747253 C1 RU2747253 C1 RU 2747253C1 RU 2020121718 A RU2020121718 A RU 2020121718A RU 2020121718 A RU2020121718 A RU 2020121718A RU 2747253 C1 RU2747253 C1 RU 2747253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- simulators
- cystic
- liver
- tray
- solid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
- G09B23/286—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for scanning or photography techniques, e.g. X-rays, ultrasonics
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
- G09B23/30—Anatomical models
- G09B23/306—Anatomical models comprising real biological tissue
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
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.The invention relates to the field of medicine and medical technology, namely, to the means of training medical personnel in the skills of performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance.
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.Currently, there are tissue-imitating phantoms that are used in the training of ultrasound diagnostics doctors and clinicians, but their disadvantage is, first of all, their high cost. And for effective training in self-administration of minimally invasive interventions, sometimes up to 5 different phantoms are required per student, which makes courses with practical skills development financially unjustified for educational organizations and inaccessible to students. It is the economic side of the issue that is increasingly being discussed in the world community regarding simulation training in ultrasound diagnostics [2]. The second most important quality of phantoms is the simplicity of its manufacture combined with anatomical similarity [1]. In recent years, 3D printers have been actively used, however, this requires a long and laborious preparatory stage in the form of developing model drawings [3]. But even a carefully thought out and executed image of this or that organ is still only an imitation and is not comparable in its characteristics with biological tissue.
Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в упрощении технологии изготовления и снижении стоимости тканеимитирующих фантомов.The technical problem solved by the claimed invention is to simplify the manufacturing technology and reduce the cost of tissue-imitating phantoms.
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.An essential distinguishing feature of the proposed biophantom, for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions under ultrasound guidance, is the orderly arrangement of individual parts of the phantom to simulate various options for volumetric formations, the simplicity of its manufacture and economic affordability. This ordering makes it possible to bring the phantom ultrasound image as close as possible to the image obtained during the ultrasound examination of living tissue, which will allow students to immediately start working with patients after the simulation course. And the availability of manufacturing will make it possible to practice the manual skills of each student in all types of volumetric education.
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.Biophantom as a constructive device has the following features: consists of bioelements; the elements are arranged in a certain sequence to achieve the desired result - an ultrasound image with imitation of education; the geometric shape of the elements is round, oval, irregular, depending on what kind of object we want to get; The disadvantage of phantoms known from the prior art [1-3] is that in them the imitation of formations is limited to the round or oval shape of a solid or fluid structure, and there is no possibility to change this shape and image depending on the subject of the task.
Заявляемый биофантом состоит из элементов, имитирующих следующие биологические ткани:The declared biophant consists of elements that mimic the following biological tissues:
- мышцы (имитируются посредством использования филе индейки);- muscles (simulated by using turkey fillets);
- почки и печень (почки свиньи, печень коровы);- kidney and liver (pig kidney, cow liver);
- новообразования (имитируются посредством использования маринованных плодов и кореньев: грибы, лук, чеснок, оливки с косточками);- neoplasms (imitated by using pickled fruits and roots: mushrooms, onions, garlic, pitted olives);
- среда для лучшего проведения ультразвуковой волны (имитируется посредством использования желе);- medium for better conduction of ultrasonic waves (simulated by using jelly);
- содержимое кистозных образований (имитируется посредством использования воды);- contents of cystic formations (simulated by using water);
- неоднородное содержимое кистозных образований (имитируется посредством использования ягодного пюре или крупно молотого перца);- heterogeneous contents of cystic formations (imitated by using berry puree or coarsely ground pepper);
Для «скрепления» и «оборачивания» фантома используется пищевая пленкаA cling film is used to "bond" and "wrap" the phantom
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.The biophantom also includes covers for intracavitary sensors to simulate the walls of cystic formations (water or puree is poured into them) and a tray in which various elements of the biophantom are formed: some elements are placed in a tray, some are wrapped in film.
Имитация с помощью биофантома различных объемных образований достигается путем формирования следующих структурных элементов заявляемого биофантома:Simulation using a biophantom of various volumetric formations is achieved by the formation of the following structural elements of the proposed biophantom:
- кистозное образование имитируется тем, что в чехол для внутриполостного исследования наливается вода и плотно завязывается на узел;- cystic formation is imitated by the fact that water is poured into the cover for intracavitary examination and tightly tied to a knot;
- кистозное образование с густым содержимым имитируется тем, что в чехол для внутриполостного исследования наливается ягодное пюре и плотно завязывается на узел;- a cystic formation with thick contents is imitated by the fact that berry puree is poured into a cover for intracavitary examination and tightly tied to a knot;
- 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;- cystic formation with heterogeneous content and suspension is imitated by the fact that coarsely ground pepper is poured into a cover for intracavitary examination, water is poured and tightly tied to a knot;
- солидное однородное образование имитируется шляпкой от маринованного гриба или чесноком;- a solid homogeneous formation is imitated by a cap from a pickled mushroom or garlic;
- солидное неоднородное образование имитируется маринованным луком;- solid heterogeneous formation is imitated by pickled onions;
- солидное образование с кальцинатом имитируется маслиной с косточкой;- solid formation with calcification is imitated by an olive with a bone;
Для создания биофантома для интраоперационных исследований печени используют следующие структурные элементы:To create a biophantome for intraoperative liver studies, the following structural elements are used:
- органы (печень), погружаемые в лоток так, чтобы заполнить лоток на 2/3;- organs (liver) immersed in the tray so as to fill the tray by 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;- formed formations are placed sequentially between the parts of the liver in different parts of the tray: cystic, cystic with suspension, cystic with thick contents, solid homogeneous, solid heterogeneous, solid with calcification, while, in order to develop medical skills, additional elements should not be visible from the front surface phantom, so that their search during ultrasound examination was not so obvious;
- по передней поверхности фантома можно проводить сканирования интраоперационными датчиками различной конфигурации, выводя на экран последовательно все описанные выше образования;- the front surface of the phantom can be scanned with intraoperative transducers of various configurations, displaying successively all the formations described above;
для создания биофантома для интраоперационных исследований почки используют следующие структурные элементы:to create a biophantome for intraoperative kidney studies, the following structural elements are used:
- 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;- organs (kidneys), which are immersed in the tray so as to fill the tray by 2/3, and in the kidney several incisions are made in the area of the gate through the sinus to the parenchyma with the formation of pockets so that the capsule and cortical part remain unaffected, a cystic multi-chamber formation, solid homogeneous, solid heterogeneous formation, while in order to develop medical skills, additional elements should not be visible from the front surface of the phantom, so that their search during ultrasound examination was not obvious;
по передней поверхности фантома можно проводить ультразвуковое исследование, сканируя интраоперационными датчиками различной конфигурации, выводя на экран последовательно все описанные выше образования.on the front surface of the phantom, ultrasound can be performed by scanning with intraoperative transducers of various configurations, displaying successively all the formations described above.
Заявленный биофантом может использоваться для миниинвазивных вмешательств, например, следующим образом:The declared biophant can be used for minimally invasive interventions, for example, as follows:
1. На пищевую пленку укладываются мышцы.1. Muscles are laid on the cling film.
2. Делается глубокий разрез с формированием карманов по внутренней поверхности, так чтобы наружный контур остался не тронутым.2. A deep incision is made with the formation of pockets along the inner surface, so that the outer contour remains intact.
3. В карманы последовательно укладываются кистозное, кистозное со взвесью, кистозное с густым содержимым, солидное однородное, солидное неоднородное, солидное с кальцинатом.3. Cystic, cystic with suspension, cystic with dense contents, solid homogeneous, solid heterogeneous, solid with calcification are successively placed in the pockets.
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.4. The muscles are wrapped tightly in one or two layers of film, avoiding air getting between the muscle and the film, so that the formations are not visible on either side.
5. Завернутые мышц укладываются в лоток.5. The wrapped muscles are placed in the tray.
6. По поверхности фантома можно проводить ультразвуковое исследование для выведения образований, выбора оптимального доступа для пункции или биопсии и проведения манипуляций под ультразвуковым контролем.6. On the surface of the phantom, ultrasound can be performed to remove the lesions, select the optimal access for puncture or biopsy, and perform ultrasound-guided manipulations.
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.Although the present invention has been described by the example of specific variants of its implementation, for specialists it will be clear the possibilities of numerous modifications of this invention, which do not go beyond the scope of its legal protection defined by the attached claims.
Список литературыBibliography
1. Anderson Т. Small Rodent Cardiac Phantom for Preclinical Ultrasound Imaging. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2017 Jan; 64(l): 19-24.1. Anderson T. 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): 2133-2142.2. Bltithgen C., Sanabria S., Frauenfelder T., 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): 1048-1055.3. 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.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121718A RU2747253C1 (en) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Biophant for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121718A RU2747253C1 (en) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Biophant for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747253C1 true RU2747253C1 (en) | 2021-04-29 |
Family
ID=75850981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121718A RU2747253C1 (en) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | Biophant for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747253C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU211266U1 (en) * | 2021-09-06 | 2022-05-27 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") | Ultrasound Phantom |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080076099A1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-27 | Artann Laboratories, Inc. | Human tissue phantoms and methods for manufacturing thereof |
UA38000U (en) * | 2008-02-25 | 2008-12-25 | Валерий Эммануилович Орел | Phantom for the computer analysis of ultrasonic image quality |
WO2011032840A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bimodal organ phantom and associated production method |
RU2459273C2 (en) * | 2006-12-21 | 2012-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Anatomically and functionally accurate phantom soft tissues and method of formation thereof |
US20190012934A1 (en) * | 2012-01-28 | 2019-01-10 | Gaumard Scientific Company, Inc. | Surgical simulation models, materials, and methods |
-
2020
- 2020-06-30 RU RU2020121718A patent/RU2747253C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080076099A1 (en) * | 2006-08-14 | 2008-03-27 | Artann Laboratories, Inc. | Human tissue phantoms and methods for manufacturing thereof |
RU2459273C2 (en) * | 2006-12-21 | 2012-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Anatomically and functionally accurate phantom soft tissues and method of formation thereof |
UA38000U (en) * | 2008-02-25 | 2008-12-25 | Валерий Эммануилович Орел | Phantom for the computer analysis of ultrasonic image quality |
WO2011032840A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Bimodal organ phantom and associated production method |
US20190012934A1 (en) * | 2012-01-28 | 2019-01-10 | Gaumard Scientific Company, Inc. | Surgical simulation models, materials, and methods |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU211266U1 (en) * | 2021-09-06 | 2022-05-27 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы "Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы" (ГБУЗ "НПКЦ ДиТ ДЗМ") | Ultrasound Phantom |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7155095B2 (en) | simulated incisable tissue | |
Sultan et al. | Simulators for training in ultrasound guided procedures | |
JP3780253B2 (en) | Ultrasonic phantom | |
KR101717695B1 (en) | Simulation of medical imaging | |
Blaivas et al. | Short‐axis versus long‐axis approaches for teaching ultrasound‐guided vascular access on a new inanimate model | |
JP6886975B2 (en) | Simulated incisable tissue | |
Hunt et al. | Low cost anatomically realistic renal biopsy phantoms for interventional radiology trainees | |
US9972218B2 (en) | Wound debridement model | |
JP2007528029A (en) | Medical training and evaluation apparatus and method | |
DE102016217316B3 (en) | Training model for minimally invasive percutaneous image-based intervention techniques | |
Kim | Ultrasound phantoms to protect patients from novices | |
Shin et al. | Review of simulation model for education of point-of-care ultrasound using easy-to-make tools | |
RU2747253C1 (en) | Biophant for practicing practical skills when performing minimally invasive interventions and intraoperative studies under ultrasound guidance | |
Giannotti et al. | Promoting simulation-based training in radiology: a homemade phantom for the practice of ultrasound-guided procedures | |
Zhang et al. | Novel biologic model for percutaneous renal surgery learning and training in the laboratory | |
CN105374266B (en) | A kind of imitative body Model for simulating tumour ultrasonic contrast | |
Kondrashova et al. | Development of competency in needle-guided procedures through the use of soft-embalmed cadavers | |
Nhan et al. | Creating low-cost phantoms for needle manipulation training in interventional radiology procedures | |
Gadzhiev et al. | Creation of a training simulator model for practising puncture of the kidney calyceal system under ultrasound control | |
WO2019221188A1 (en) | Breast ultrasound phantom, method for producing breast ultrasound phantom, and accommodating box for accommodating said breast ultrasound phantom | |
Shin et al. | Sectioned images and surface models of a cadaver for understanding the free vascularised anterior rib flap | |
Katiyar et al. | A high-fidelity agar-based phantom for ultrasonography-guided brain biopsy simulation: a novel training prototype with visual feedback | |
US20210209965A1 (en) | Infant pericardiocentesis trainer for use with ultrasound | |
Carrig et al. | Anatomic models and phantoms for diagnostic ultrasound instruction | |
Groves et al. | A Review of Low-cost Ultrasound Compatible Phantoms |