RU193663U1

RU193663U1 - EDUCATIONAL ANATOMIC MODEL OF HUMAN HEART

Info

Publication number: RU193663U1
Application number: RU2019121806U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Никольский; Светлана Владимировна Немирова; Владимир Сергеевич Захаров; Николай Александрович Трофимов
Original assignee: Александр Викторович Никольский
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2019-11-11

Abstract

Полезная модель относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использована в качестве технического средства обучения эндоваскулярным коронарным вмешательствам при профессиональной подготовке сердечно-сосудистых хирургов и кардиологов.Задачей, на решение которой направлено техническое решение предлагаемой модели, является создание не только «анатомической», внешне копирующей магистральные сосуды сердца, но максимально возможной «физиологической» модели, позволяющей тактильно тренироваться в проведении селективной ангиографии.Поставленная задача решается тем, что предлагаемая учебная анатомическая модель сердца, содержащая анатомическую копию сердца и сеть рентгено-контрастных прозрачных эластичных трубок, имитирующих коронарные сосуды и венозный синус сердца, отдельный резервуар с водой и насос, выполнена с помощью технологии 3D печати в соответствии с анатомическими размерами сердца человека, на поверхности анатомической копии сердца рельефно выполнен сосудистый рисунок, сеть трубок, имитирующих луковицу аорты и устья коронарных артерий, размещена и фиксирована в углублениях, выполненных на поверхности анатомической копии сердца, и соединена с резервуаром с водой и насосом-помпой через трубки, имитирующие коронарный синус и аорту.Техническим эффектом предлагаемой полезной модели является возможность неоднократного тактильного осуществления учебной селективной ангиографии.The utility model relates to medicine, namely to cardiovascular surgery, and can be used as a technical tool for training endovascular coronary interventions in the professional training of cardiovascular surgeons and cardiologists. The task, which is aimed at solving the technical solution of the proposed model, is not only an “anatomical” model that externally copies the great vessels of the heart, but the maximum possible “physiological” model, which allows tactile training in selective angiography. The problem is solved by the fact that the proposed educational anatomical model of the heart, containing an anatomical copy of the heart and a network of X-ray transparent transparent elastic tubes simulating coronary vessels and the venous sinus of the heart, a separate reservoir with water and a pump, is made using 3D printing technology in accordance with the anatomical dimensions of the human heart, a vascular pattern, a network of tubes imitating the aortic bulb and the mouth of the coronar, are embossed on the surface of the anatomical copy of the heart arteries, located and fixed in the recesses made on the surface of the anatomical copy of the heart, and connected to a reservoir with water and a pump-pump through tubes simulating the coronary sinus and aorta. The technical effect of the proposed utility model is the possibility of repeated tactile educational selective angiography.

Description

Полезная модель относится к медицине, а именно к сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использована в качестве технического средства обучения эндоваскулярным коронарным вмешательствам при профессиональной подготовке сердечно-сосудистых хирургов и кардиологов.The utility model relates to medicine, namely to cardiovascular surgery, and can be used as a technical tool for training endovascular coronary interventions in the professional training of cardiovascular surgeons and cardiologists.

Процедура эндоваскулярного коронарного вмешательства заключается во введении тонких катетеров в устья коронарных артерий сердца и последующего проведения по ним в просвет периферических коронарных сосудов гибких проводников.The procedure for endovascular coronary intervention consists in the insertion of thin catheters into the mouths of the coronary arteries of the heart and subsequent passage through them into the lumen of the peripheral coronary vessels of flexible conductors.

Такая методика применяется для осуществления ряда диагностических исследований, в частности, селективной коронарной ангиографии, с помощью которой можно получить точные данные о состоянии русла коронарных артерий сердца.This technique is used to carry out a number of diagnostic studies, in particular, selective coronary angiography, with which you can obtain accurate data on the condition of the bed of the coronary arteries of the heart.

Селективная ангиография является "золотым стандартом" в оценке состояния коронарных сосудов и широко используется в кардиологической практике.Selective angiography is the "gold standard" in assessing the condition of coronary vessels and is widely used in cardiology practice.

Однако вмешательство во внутреннюю структуру сердечно-сосудистой системы всегда небезопасно. При продвижении катетера по артериям возможны осложнения, такие как, возникновение фибрилляции желудочков, воздушная эмболия, разрыв сосудистой стенки, поэтому при проведении ангиографии требуется тщательный контроль за состоянием больного.However, interference with the internal structure of the cardiovascular system is always unsafe. When advancing the catheter through the arteries, complications are possible, such as the occurrence of ventricular fibrillation, air embolism, rupture of the vascular wall, therefore, angiography requires careful monitoring of the patient's condition.

Особенно опасным является некорректное введение катетера и повреждение стенки сосудов и сердца, поэтому для проведения данной манипуляции необходимы определенные навыки, приобрести которые помогают различные анатомические тренажеры и симуляторы.Especially dangerous is the incorrect insertion of a catheter and damage to the walls of blood vessels and the heart, therefore, for this manipulation certain skills are needed, which various anatomical simulators and simulators help to acquire.

В настоящее время для подготовки студентов медицинских ВУЗов и повышения квалификации специалистов в области кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии разработано множество учебных моделей сердца, демонстрирующих, в первую очередь, строение сердца человека: сосудистую оболочку, сердечную мышцу, отделы сердца, сердечные клапаны, вены и артерии, по которым кровь транспортируется к сердцу и от сердца, и т.п. (https://www.3bscientific.ru.)Currently, for the training of students of medical universities and advanced training of specialists in the field of cardiology and cardiovascular surgery, many educational models of the heart have been developed, demonstrating, first of all, the structure of the human heart: the vascular membrane, cardiac muscle, heart sections, heart valves, veins and arteries through which blood is transported to and from the heart, etc. (https://www.3bscientific.ru.)

Использование подобных моделей в практике обучения достаточно для того, чтобы научить человека ориентироваться в основных «маркерах» топографической анатомии сердца и коронарных сосудов в норме и при различных патологиях.The use of such models in teaching practice is enough to teach a person to navigate in the main "markers" of the topographic anatomy of the heart and coronary vessels in normal conditions and with various pathologies.

Например, известна «Помповая модель сердечного и легочного кровотока» (Каталог анатомических моделей фирмы Мед - Манекен), в которой показаны камеры сердца, главная артерия, вены, легкие.For example, the well-known "Pump-action model of cardiac and pulmonary blood flow" (Catalog of anatomical models of the company Honey - Mannequin), which shows the chambers of the heart, the main artery, veins, lungs.

На этой оригинальной анатомической модели можно изучать анатомию сердца с желудочками, с предсердиями, веной и аортой.In this original anatomical model, the anatomy of the heart with the ventricles, atria, vein, and aorta can be studied.

Кроме того, модель укомплектована пакетами с порошком искусственной крови, что позволяет при помощи помпового ручного насоса и разведенной искусственной крови наглядно продемонстрировать кровоток.In addition, the model is equipped with bags of artificial blood powder, which allows you to visually demonstrate blood flow using a pump-operated hand pump and diluted artificial blood.

Другая часть учебных анатомических моделей сердца представляет собой собственно симуляторы, позволяющие отрабатывать навыки проведения различных кардиохирургических манипуляций.Another part of the training anatomical models of the heart is actually simulators that allow you to develop skills for various cardiac surgical procedures.

Например, известна модель сердца, которая является не только «анатомической», внешне копирующей структуры настоящего сердца, но и «физиологической», позволяющей тактильно тренироваться в применении интервенционных технологий в кардиологии.For example, there is a known model of the heart, which is not only “anatomical”, outwardly copying the structure of a real heart, but also “physiological”, which allows tactile training in the application of interventional technologies in cardiology.

Данная учебная анатомическая модель сердца человека (МПК G09B 23/28, G09B 23/32, Патент №187284), представленная копией сосудистой системы сердца, рельефно нанесенной на наружную поверхность, имеющей в проекции каждой камеры «сердца» открывающиеся элементы, обеспечивающие доступ к сообщающимся между собой, проходимыми каналами между предсердиями, желудочками, коронарным синусом, легочным стволом и аортой.This educational anatomical model of the human heart (IPC G09B 23/28, G09B 23/32, Patent No. 187284), represented by a copy of the vascular system of the heart, relief printed on the outer surface, having opening elements in the projection of each “heart” chamber providing access to communicating between themselves, the passable channels between the atria, ventricles, coronary sinus, pulmonary trunk and aorta.

Кроме того, внутренняя поверхность правого желудочка и правого предсердия в местах имплантации электродов выполнена из эластичного материала, имитирующего плотность и рельеф эндокарда.In addition, the inner surface of the right ventricle and the right atrium at the sites of implantation of the electrodes is made of elastic material that simulates the density and relief of the endocardium.

Данная модель специально предназначена для обучения методам аритмологии и интервенционной электрофизиологии и обеспечивает возможность отработки навыков доставки электрода и иного устройства медицинского назначения в необходимую камеру сердца, их правильное позиционирование и фиксацию.This model is specifically designed for teaching methods of arrhythmology and interventional electrophysiology and provides the opportunity to develop skills in delivering the electrode and other medical devices to the necessary heart chamber, their correct positioning and fixation.

За прототип предлагаемой учебной анатомической модели сердца человека, выбрана, по части формальных признаков, «Анатомическая модель коронарных артерии», содержащая сеть рентгено-контрастных прозрачных эластичных трубок, имитирующих коронарные сосуды и венозный синус сердца, отдельный резервуар с водой и насос (Каталог продукции анатомических моделей фирмы JMC Corporation EVT&RDN Model https://www.heartroid.jp/en/).For the prototype of the proposed training anatomical model of the human heart, the “Anatomical model of the coronary arteries” was selected, which contains a network of X-ray contrast transparent elastic tubes simulating coronary vessels and the venous sinus of the heart, a separate reservoir with water and a pump (anatomical product catalog) models of the company JMC Corporation EVT & RDN Model https://www.heartroid.jp/en/).

Данная модель представляет собой сеть прозрачных эластичных трубок, подведенных к прозрачному баллону, имитирующему сердце и размещенному в отдельной емкости с водой, которая подается в пульсирующем режиме с помощью насоса в «аорту» и выше по «сосудам» и поступает обратно в емкость.This model is a network of transparent elastic tubes connected to a transparent balloon that simulates a heart and placed in a separate container with water, which is supplied in a pulsating mode by means of a pump into the “aorta” and higher through the “vessels” and enters back into the container.

Использование данной модели позволяет специалистам различного уровня знаний, показать анатомический ход коронарных сосудов сердца и венозного синуса сердца, т.е. пути проведения (под контролем рентгеновской флюороскопии) катетеров для селективной ангиографии.Using this model allows specialists of various levels of knowledge to show the anatomical course of the coronary vessels of the heart and venous sinus of the heart, i.e. ways of conducting (under the control of x-ray fluoroscopy) catheters for selective angiography.

Поэтому «Анатомическая модель коронарных артерии» скорее относится к «демонстрационным» и трудно применима для отработки практических навыков проведения катетеров в просвет магистральных сосудов через периферические сосуды.Therefore, the “Anatomical model of the coronary arteries” is more likely to refer to the “demonstration” model and it is difficult to apply for practical skills in conducting catheters into the lumen of the great vessels through peripheral vessels.

Для выработки навыков проведения различных манипуляций в рамках интервенционной кардиологии необходимо соблюдение следующих требований к модели:To develop skills for various manipulations within the framework of interventional cardiology, the following model requirements must be observed:

обеспечение непосредственного тактильного контакта с «магистральными сосудами и сердцем» больного,providing direct tactile contact with the "main vessels and heart" of the patient,

возможность имитация условий изменения скорости кровотока и его турбулентности в замкнутом круге сосудистой системы,the ability to simulate conditions for changing blood flow velocity and its turbulence in a vicious circle of the vascular system,

обеспечение визуального контроля положения катетера в коронарных артериях,providing visual control of the position of the catheter in the coronary arteries,

долговечность конструкции, поскольку при использовании модели в режиме тренажера велика вероятность повреждения отдельных деталей.design durability, since when using the model in the simulator mode, the probability of damage to individual parts is high.

Задачей, на решение которой направлено техническое решение предлагаемой модели, является создание, не только «анатомической», внешне копирующей магистральные сосуды сердца, но и максимально возможной «физиологической» модели, позволяющей тактильно тренироваться в проведении селективной ангиографии.The task to which the technical solution of the proposed model is directed is the creation of not only an “anatomical” model that externally copies the great vessels of the heart, but also the maximum possible “physiological” model that allows tactile training in selective angiography.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемая учебная анатомическая модель сердца, содержащая анатомическую копию сердца и сеть рентгено-контрастных прозрачных эластичных трубок, имитирующих коронарные сосуды и венозный синус сердца, отдельный резервуар с водой и насос, выполнена с помощью технологии 3D печати в соответствии с анатомическими размерами сердца человека, на поверхности анатомической копии сердца рельефно выполнен сосудистый рисунок, сеть трубок, имитирующих луковицу аорты и устья коронарных артерий, размещена и фиксирована в углублениях, выполненных на поверхности анатомической копии сердца, и соединена с резервуаром с водой и насосом-помпой через трубки, имитирующие коронарный синус и аорту.The problem is solved in that the proposed anatomical model of the heart, containing an anatomical copy of the heart and a network of X-ray contrast transparent elastic tubes simulating coronary vessels and the venous sinus of the heart, a separate reservoir with water and a pump, is made using 3D printing technology in accordance with the anatomical the size of the human heart, a vascular pattern is embossed on the surface of the anatomical copy of the heart, a network of tubes imitating the aortic bulb and the mouth of the coronary arteries is placed and fixed It is located in the recesses made on the surface of the anatomical copy of the heart and is connected to the reservoir with water and the pump-pump through tubes imitating the coronary sinus and aorta.

Предлагаемая полезная модель позволяет при использовании получить следующий технический эффект: возможность неоднократного тактильного осуществления учебной селективной ангиографии.The proposed utility model allows using the following technical effect: the possibility of repeated tactile educational selective angiography.

Данный эффект обеспечивается соответствием устройства полезной модели предъявленным, описанным выше, техническим требованиям.This effect is ensured by the compliance of the device of the utility model with the technical requirements presented, described above.

Предлагаемая полезная модель отвечает критерию «новизна», так как проведенные патентно-информационные исследования не выявили источника научно-технической и патентной информации, которые бы порочили новизну предлагаемой модели.The proposed utility model meets the criterion of "novelty", as the patent information research conducted did not reveal the source of scientific, technical and patent information that would discredit the novelty of the proposed model.

Предлагаемая полезная модель отвечает критерию промышленная применимость, так как может быть использована для обучения студентов и специалистов методикам проведения ряда диагностических исследований, в частности, селективной коронарной ангиографии.The proposed utility model meets the criterion of industrial applicability, since it can be used to teach students and specialists how to conduct a series of diagnostic studies, in particular, selective coronary angiography.

Полезная модель поясняется графическим материалом.The utility model is illustrated by graphic material.

На фиг. 1 изображена блок-схема рентгено-контрастных прозрачных эластичных трубок, имитирующих коронарные сосуды и венозный синус сердца, отдельный резервуар с водой и насос, в последовательности заполнения их водой в замкнутом контуре.In FIG. 1 shows a block diagram of X-ray contrast transparent elastic tubes imitating coronary vessels and the venous sinus of the heart, a separate reservoir with water and a pump, in the sequence of filling them with water in a closed loop.

Предлагаемую полезную модель изготавливают с помощью технологии 3D печати, в соответствии с анатомическими размерами сердца человека, на поверхности которого рельефно выполнен сосудистый рисунок.The proposed utility model is made using 3D printing technology, in accordance with the anatomical dimensions of the human heart, on the surface of which a vascular pattern is embossed.

На поверхность анатомической копии сердца наносят рельефно выполненный сосудистый рисунок.A relief vascular pattern is applied to the surface of the anatomical copy of the heart.

Сеть трубок, имитирующих луковицу аорты и устья коронарных артерий, размещают и фиксируют в углублениях, выполненных на поверхности анатомической копии сердца, и соединяют с резервуаром с водой и насосом-помпой через трубки, имитирующие коронарный синус и аорту.A network of tubes simulating the aortic bulb and the mouth of the coronary arteries is placed and fixed in the recesses made on the surface of the anatomical copy of the heart, and connected to the reservoir with water and the pump-pump through tubes simulating the coronary sinus and aorta.

Перед началом проведения «селективной ангиографии» с помощью портативного насоса заполняют сосудистый контур водой, с необходимым, в зависимости от имитируемых условий, внутрисосудистым давлением.Before the start of "selective angiography" using a portable pump fill the vascular circuit with water, with the necessary, depending on the simulated conditions, intravascular pressure.

В случае некорректного введения катетера и механического повреждения стенок трубок, трубки заменяют.In case of incorrect insertion of the catheter and mechanical damage to the walls of the tubes, the tubes are replaced.

Claims

Educational anatomical model of the heart, containing an anatomical copy of the heart and a network of X-ray contrast transparent elastic tubes simulating coronary vessels and the venous sinus of the heart, a separate reservoir with water and a pump, characterized in that the anatomical copy of the heart is made using 3D printing technology in accordance with by the anatomical dimensions of the human heart, on the surface of the anatomical copy of the heart a vascular pattern is embossed, a network of tubes imitating the aortic bulb and the mouth of the coronary arteries, size ene and fixed in recesses formed on the surface of the anatomical heart copy, and is connected to the water tank and a pump-pump through tubes simulating coronary sinus and aorta.