RU194122U1 - Тренажёр для обработки навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области медицины, а именно нейрохирургии и оперативной хирургии, и может использоваться для выработки у обучающихся правильных мануальных навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы. Техническим результатом полезной модели является создание тренажера, позволяющего отрабатывать навыки эндоскопии в удалении внутримозговых гематом в условиях, приближенных к реальной топографоанатомической среде. Тренажер включает имитатор свода черепа с имитатором головного мозга и имитатором твердой мозговой оболочки. При этом имитатор головного мозга выполнен из смеси желатина и глицерина, взятых в соотношении от 0,15:1 до 0,2:1. В имитаторе головного мозга выполнена полость, заполненная жидкостью, имитирующая внутримозговую гематому, а к стенке полости, имитирующей гематому, прикреплена капсула из эластичного материала, заполненная жидкостью, имитирующая аневризму. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области медицины, а именно нейрохирургии и оперативной хирургии, и может быть использована для выработки у обучающихся правильных мануальных хирургических навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы, таких как формирование фрезевого отверстия, введение и установка троакара или установка порта (для отработки видео- ассистированного удаления внутримозговой гематомы), введение эндоскопа и вспомогательных инструментов, ориентирование в полости гематомы, удаление содержимого, визуализация аневризмы.

Известен нейрохирургический тренажер для отработки краниотомии (http://www.medicalexpo.ru/prod/3d-lifeprints-uk-ltd/product-116767-866603.html), который является дидактической версией модели человеческого черепа производства компании 3D LIFEPRINTS UK LTD. Однако при использовании данного устройства возможна только отработка различных вариантов краниотомии и оно не предназначено для имитирования эвакуации внутримозговой гематомы.

Известен тренажер для отработки навыков закрытия дефектов твердой мозговой оболочки (https://www.sawbones.com/sawbones-cranial-access-and-dura-repair-model-right-lateral-approach1925-3.html), представляющий собой макет головы в разрезе, состоящий послойно из кожи, выполненной из силикона, черепа, выполненного из пластика, а также твердой мозговой оболочки (ТМО), выполненной из полиэтилена.

Известен также тренажер для освоения мануальных хирургических навыков на мозговом отделе головы в реальной топографоанатомической среде (патент РФ №172037), включающий имитирующие морфологические структуры головного мозга, твердой мозговой оболочки, свода черепа и кожи, при этом имитирующая морфологическая структура головного мозга выполнена из парафина и покрыта полиэтиленовой пленкой.

Однако известные решения предназначены для отработки мануальных хирургических навыков на мозговом отделе головы при выполнении этапов трепанации черепа (отработка определенных трепанационных доступов и имитация закрытия дефектов твердой мозговой оболочки) и не позволяют отрабатывать навыки эндоскопического удаления гематомы. Кроме того, использование парафина для имитации головного мозга не позволяет реализовать в нем модель гематомы.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является тренажер для отработки трепанации (https://www.sawbones.com/sawbones-cranial-access-model-right-lateral-approach-non-fluoroscopy-version1925.html). Тренажер содержит муляж мозгового отдела головы, послойно состоящий из кожного шлема, представляющего собой силиконовую оболочку, свода черепа, выполненного из медицинского пластика, муляжа твердой мозговой оболочки, выполненной из полиэтилена, а также вещества головного мозга, выполненного из резины.

Однако данное решение обладает следующими недостатками:

- плотная латексная резина является слишком твердой и в малой степени имитирует головной мозг, что будет способствовать формированию неправильных мануальных навыков, кроме того, в связи с высокой эластичностью данного материала, становится невозможным проведение через нее троакара или порта;

- материал, использованный для имитации мозгового вещества, не позволяет создать полость гематомы, так как является плотным монолитным блоком;

- модель имитирует только половину мозгового отдела черепа в сагиттальной плоскости, что ограничивает вариативность расположения гематомы, а также доступов к ней.

Таким образом, известное решение не позволяет имитировать внутримозговую гематому, а также процесс ее удаления.

Технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание тренажера для отработки навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы, обеспечивающего повышение эффективности выработки у обучающихся правильных мануальных хирургических навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы, а именно: формирования фрезевого отверстия, введения и установки троакара или установки порта (для отработки видео- ассистированного удаления внутримозговой гематомы), введения эндоскопа и вспомогательных инструментов, ориентирования в полости гематомы, удаления содержимого, визуализации аневризмы.

Техническим результатом полезной модели является создание тренажера, позволяющего отрабатывать навыки эндоскопии в удалении внутримозговых гематом в условиях, приближенных к реальной топографоанатомической среде.

Технический результат полезной модели достигается тем, что в тренажере для отработки навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы, включающем имитатор свода черепа с имитатором головного мозга и имитатором твердой мозговой оболочки, согласно предлагаемому техническому решению, имитатор головного мозга выполнен из смеси желатина и глицерина, взятых в соотношении от 0,15:1 до 0,2:1, при этом в имитаторе головного мозга выполнена полость, заполненная жидкостью, имитирующая внутримозговую гематому, а к стенке полости, имитирующей гематому, прикреплена капсула из эластичного материала, заполненная жидкостью, имитирующая аневризму.

Имитатор свода черепа может быть выполнен из полилактида.

В качестве материала оболочки капсулы может быть использован латекс.

Капсула из эластичного материала может быть прикреплена к стенке полости, имитирующей гематому, с помощью нити.

В качестве жидкости, заполняющей полость имитатора головного мозга, может быть использована кровь или жидкость, имитирующая кровь, а в качестве жидкости, заполняющей капсулу имитатора аневризмы, может быть использована вода.

Имитатор твердой мозговой оболочки может быть выполнен в виде полиэтиленовой пленки, покрывающей имитатор головного мозга.

Полость в имитаторе головного мозга расположена и выполнена объемом, соответствующими расположению и объему гематомы, подлежащей удалению.

Объем полости в имитаторе головного мозга может составлять от 30 до 100 мл, объем капсулы - от 1 до 10 мл, при этом полость может быть выполнена овоидной, сигарообразной или шаровидной формы.

Полезная модель иллюстрируется чертежами и фотографиями, где на Фиг. 1 представлено схематичное строение тренажера, на Фиг. 2 - фотография тренажера с имитатором гематомы (до заливки полости гематомы), на Фиг. 3 - чертеж, иллюстрирующий крепление шарика из латекса к стенке полости имитатора внутримозговой гематомы.

Позициями на чертежах и фотографиях обозначены:

1 - имитатор (имитирующая морфологическая структура) свода черепа; 2 - имитатор твердой мозговой оболочки; 3 - имитатор головного мозга; 4 - имитатор внутримозговой гематомы, 5 - имитатор аневризмы, 6 - нить для прикрепления имитатора аневризмы.

Предлагаемый тренажер включает имитатор свода черепа 1, представляющий собой слепок, выполненный, например, из полилактида или протакрила с толщиной стенок от 10 до 15 мм, имитатор головного мозга 3, выполненный из смеси желатина и глицерина, и покрытый пленкой толщиной от 10 до 200 мкм из материала, не пропускающего жидкость (например, полиэтилена), имитирующей твердую мозговую оболочку 2, расположенные в имитаторе свода черепа. В имитаторе головного мозга 3 выполнена полость 4, имитирующая внутримозговую гематому, к стенке которой прикреплен имитатор аневризмы 5, представляющий собой капсулу из эластичного материала, заполненную жидкостью. Имитатор аневризмы 5 может быть выполнен, например, в виде латексного шарика с водой. Помимо латекса возможно использование любого другого материала, не пропускающего воду, но при этом позволяющего создать тонкую стенку, которую возможно повредить инструментом. В одном из частных вариантов, капсула может быть выполнена из части одноразовой медицинской перчатки. При этом размер капсулы подбирают в зависимости от степени сложности тренировки - чем меньше аневризма, тем труднее ее обнаружить. Капсула может быть выполнена объемом от 1 до 10 мл, и прикреплена к стенке полости гематомы, например, с помощью нити. Полость 4 тренажера заполнена кровью или жидкостью, имитирующей кровь. При этом полость 4 выполнена объемом, соответствующим объему гематомы, подлежащей удалению (например, от 30 до 100 мл), и может быть выполнена любой формы, например, овоидной, сигарообразной или шаровидной.

Имитатор свода черепа 1 может быть выполнен из полилактида. Данный материал широко используется в области 3Д-печати, что позволяет изготавливать модели при помощи трехмерной печати, ускоряя процесс производства. Он удобен в обращении, не крошится при трепанации и приближает процесс наложения фрезевого отверстия к реальным условиям. Помимо полилактида, возможно использование любого другого материала, известного из уровня техники, позволяющего воссоздать свод черепа и пригодного для имитации костной ткани, не подвергающегося разрушению при наложении фрезевых отверстий. В качестве такого материала может применяться, например, протакрил. Протакрил представляет собой быстроотвердевающую пластмассу акриловой группы типа порошок-жидкость, широко распространен в стоматологической практике при изготовлении зубных протезов и ортодонтических аппаратов, а также используется в травматологии и нейрохирургии при краниопластике дефектов черепа.

Имитатор головного мозга 3 выполнен из смеси желатина и глицерина. Желатин, бесцветный или имеющий желтоватый оттенок частично гидролизованный белок коллаген, имеет мягкую и вязкую консистенцию, поэтому в отдельности не позволяет реалистично смоделировать вещество головного мозга. Глицерин, простейший представитель трехатомных спиртов, представляет собой вязкую прозрачную жидкость. В сочетании с желатином, глицерин придает веществу более вязкую консистенцию, позволяет ускорить застывание, а также придает прочность и не позволяет веществу деформироваться или разрушаться при прохождении через него инструментов.

Для создания нужной консистенции вещества головного мозга, смешивают желатин и глицерин, взятые в соотношении от 0,15:1 до 0,2:1, соответственно. При использовании большего количества желатина смесь при застывании получается слишком плотной и жесткой, что затрудняет проникновение инструментами через мозговое вещество, при уменьшении количества желатина в смеси, нарушается процесс застывания и смесь остается мягкой. Затем смесь желатина и глицерина нагревают на открытом огне при постоянном перемешивании до образования однородной жидкой массы, не допуская при этом закипания смеси. После чего смесь остужают в течение не менее 15 минут и затем повторно нагревают при постоянном перемешивании до тех пор, пока смесь не станет почти прозрачной с желтоватым оттенком. В результате получают готовую к использованию смесь, которая при остывании начинает затвердевать.

Изготовление тренажера осуществляют следующим образом.

Полость имитатора свода черепа выстилают полиэтиленовой пленкой или любым другим материалом, не пропускающим жидкость. Затем полость наполовину заполняют приготовленной смесью желатина и глицерина, имитирующей вещество головного мозга, после чего смеси дают остыть и затвердеть. Пленка при застывании смеси прилипает к имитатору мозгового вещества и может быть извлечена вместе с ним. Затем в полости размещают заготовку для имитатора гематомы, например, латексный шарик с водой в положении, соответствующем расположению гематомы и необходимому для тренировки (в левое или правое полушарие, продольно или вертикально). При этом объем шарика подбирают в зависимости от объема гематомы, соответствующего условиям тренировки. Форму гематомы моделируют за счет изменения объема шарика. Затем полость имитатора свода черепа с шариком заливают смесью желатина и глицерина, оставляя сверху доступ к шарику (до уровня, равного примерно двум третям вертикального размера шарика). После застывания смеси, шарик прокалывают и извлекают оболочку из застывшего вещества с образованием в нем полости. Затем к стенке образованной полости прикрепляют при помощи нити капсулу с водой, имитирующую аневризму. Для изготовления капсулы, используют, например, одноразовую медицинскую перчатку, для чего отрезают часть перчатки - пальцевый элемент и наполняют его водой. Затем отмеряют необходимую длину, соответствующую требуемому размеру аневризмы, и перевязывают пальцевый элемент нитью, оставляя свободный конец нити длиной не менее 5-10 см для обеспечения его крепления к стенке имитатора гематомы. Для крепления капсулы к стенке имитатора гематомы нить протаскивают через имитатор головного мозга (прорезывают нитью слой имитатора головного мозга) таким образом, чтобы часть нити оказалась внутри имитатора головного мозга, капсула располагалась внутри имитатора гематомы, а свободный конец нити выходил наружу имитатора головного мозга (располагался снаружи застывшей смеси), выполняя якорную функцию. В образованную полость с капсулой заливают кровь или жидкость, имитирующую кровь. Затем полость имитатора гематомы с кровью и капсулой закрывают сверху, например, полиэтиленовой пленкой, и снова заливают смесью желатина и глицерина, изготовленной вышеописанным способом. Залитая смесь при застывании фиксирует свободный конец нити в имитаторе головного мозга. После застывания смеси тренажер полностью готов к работе и позволяет отрабатывать навыки обращения с эндоскопом, а также имитировать удаление внутримозговой гематомы полностью эндоскопически или с эндоскопической ассистенцией.

Полезная модель работает следующим образом.

Имитатор свода черепа устанавливают горизонтально на основание, затем в точке, выбранной оператором, накладывают фрезевое отверстие. Затем ножницами вскрывают имитатор твердой мозговой оболочки. Через образованное отверстие вводят троакар. Введение троакара продолжают до момента, пока троакар не окажется в имитаторе полости гематомы, что ощущается оператором, как "провал в пустоту". Затем из троакара извлекают стилет, подключают аспирационную трубку и вводят эндоскоп. Через отдельный рабочий канал осуществляют ирригацию. Попеременной аспирацией и ирригацией, а также продвижением троакара вглубь имитатора гематомы, достигают очищение полости от крови. По мере улучшения видимости и повышения прозрачности среды, становится возможным визуализировать стенки имитатора гематомы, а также обнаружить тело имитатора аневризмы. Этап установки троакара и введения эндоскопа, а также манипуляции инструментами в полости гематомы может несколько отличаться в зависимости от технического оснащения.

Заявляемая полезная модель прошла апробацию на кафедре ОПХиТА Первого МГМУ им. Сеченова.

Был изготовлен тренажер, на котором имитировалась внутримозговая гематома с локализацией в левом полушарии, вытянутой шарообразной формы, объемом 50 мл (шириной 5 см и длиной 7 см). Полость имитатора гематомы заполнялась свиной кровью. Имитатор аневризмы был представлен шариком из латекса объемом 1 мл, заполненным водой.

Для изготовления тренажера был взят имитатор свода черепа из полилактида толщиной 1 см, выстлан изнутри полиэтиленовой пленкой толщиной 500 мкм. Затем в имитатор свода черепа погружалась заготовка для имитатора гематомы и все заливалось имитатором вещества головного мозга вышеописанным способом. При этом для создания нужной консистенции имитатора вещества головного мозга, смешивали 150 граммов желатина с 1 литром глицерина. После застывания смеси вокруг имитатора гематомы, оболочку заготовки убирали, в полость имитатора гематомы помещали имитатор аневризмы, заливали кровь, закрывали полиэтиленовой пленкой и заливали имитатором вещества головного мозга до краев имитатора свода черепа.

При испытании изготовленного тренажера был использован трепан нейрохирургический с копьевидной и шаровидной фрезой, костная ложечка Фолькмана, кусачки пистолетного типа Керрисона, троакар хирургический, эндоскоп фирмы Storz, стойка эндоскопическая, аспиратор хирургический. Первым этапом на имитаторе свода черепа накладывали фрезевое отверстие, затем его расширяли при помощи костной ложки и кусачек. Затем при помощи троакара пунктировали имитатор гематомы, убирали стилет и в полость имитатора гематомы вводили эндоскоп. При помощи аспиратора очищали полость имитатора гематомы до визуализации имитатора аневризмы. На этом вмешательство завершали.

В результате апробации тренажера экспертами-нейрохирургами была отмечена высокая степень реалистичности процесса удаления гематомы, манипуляции эндоскопом и инструментами в полости гематомы, хорошее качество модели, приближенное к реальной топографоанатомической среде.

Таким образом, заявляемый тренажер для эндоскопического удаления внутримозговой гематомы предоставляет возможность отработки навыков работы с эндоскопическим оборудованием, имитации удаления внутримозговой гематомы, что, в свою очередь, повышает эффективность выработки у обучающихся правильных мануальных хирургических навыков владения эндоскопом, улучшает навыки ориентировки в непрозрачной полости и позволяет отработать ход операции. Заявляемая полезная модель позволяет также снизить финансовые затраты на изготовление тренажера.

Claims (9)

1. Тренажёр для отработки навыков эндоскопического удаления внутримозговой гематомы, включающий имитатор свода черепа с имитатором головного мозга и имитатором твёрдой мозговой оболочки, отличающийся тем, что имитатор головного мозга выполнен из смеси желатина и глицерина, взятых в соотношении от 0,15:1 до 0,2:1, при этом в имитаторе головного мозга выполнена полость, заполненная жидкостью, имитирующая внутримозговую гематому, а к стенке полости, имитирующей гематому, прикреплена капсула из эластичного материала, заполненная жидкостью, имитирующая аневризму.

2. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что имитатор свода черепа выполнен из полилактида.

3. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала оболочки капсулы используют латекс.

4. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что капсула из эластичного материала прикреплена к стенке полости, имитирующей гематому, с помощью нити.

5. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, заполняющей полость имитатора головного мозга, используют кровь или жидкость, имитирующую кровь.

6. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, заполняющей капсулу имитатора аневризмы, используют воду.

7. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что имитатор твёрдой мозговой оболочки выполнен в виде полиэтиленовой пленки, покрывающей имитатор головного мозга.

8. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что полость в имитаторе головного мозга расположена и выполнена объемом, соответствующим расположению и объему гематомы, подлежащей удалению.

9. Тренажёр по п. 1, отличающийся тем, что объем полости в имитаторе головного мозга составляет от 30 до 100 мл, а объем капсулы - от 1 до 10 мл, при этом полость выполнена овоидной, сигарообразной или шаровидной формы.

Images