RU2796314C2 - Device for acquiring skills in microneurosurgery while working in a deep surgical field - Google Patents

Device for acquiring skills in microneurosurgery while working in a deep surgical field Download PDF

Info

Publication number
RU2796314C2
RU2796314C2 RU2021132309A RU2021132309A RU2796314C2 RU 2796314 C2 RU2796314 C2 RU 2796314C2 RU 2021132309 A RU2021132309 A RU 2021132309A RU 2021132309 A RU2021132309 A RU 2021132309A RU 2796314 C2 RU2796314 C2 RU 2796314C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
skull
simulator
cut
skills
Prior art date
Application number
RU2021132309A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021132309A (en
Inventor
Вадим Анатольевич Бывальцев
Роман Александрович Полькин
Дмитрий Дмитриевич Березняк
Фёдор Сергеевич Малков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Publication of RU2021132309A publication Critical patent/RU2021132309A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2796314C2 publication Critical patent/RU2796314C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to devices used to help the students acquire microneurosurgical skills. The device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field contains a head simulator with a burr window and an operated object located inside the head simulator. A skull simulator which has all the cranial structures, printed on a 3D printer is used. The device additionally has a substrate on which a skull simulator is installed. A planar cut is formed on one side of the skull simulator. On the opposite side of the skull simulator there is a trepanation window located at an angle of 30 to 90 degrees relative to the cut. The substrate consists of at least one module 0.9 cm high and has a cutout in the middle. The dimensions of the substrate are larger than the dimensions of a planar cut made on a skull simulator. The operated object is located in the cutout of the substrate, and the skull simulator is installed on the substrate with the side having a cut.
EFFECT: increasing the efficiency of training by bringing the conditions closer to operating ones.
8 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам, которые используются для обучения навыкам нейрохирургии и может использоваться для приобретения у обучающихся навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле в условиях, приближенных к реальной топографоанатомической среде.The present invention relates to the field of medical technology, namely to devices that are used to teach neurosurgery skills and can be used to acquire microneurosurgery skills from students when working in a deep surgical field in conditions close to a real topographic anatomical environment.

В настоящее время разрабатывается множество устройств для использования в микронейрохирургическом тренинге. Тем не менее, в таких устройствах отсутствует необходимая глубина операционной раны и моделирование угла атаки, а также отсутствует имитация неустойчивого положения рук на разных участках черепа, что делает приобретение навыков менее эффективными. Поэтому разработка устройств, которые позволяли отрабатывать навыки в условиях, максимально приближенных к реальной операционной среде, является актуальной задачей.Many devices are currently being developed for use in microneurosurgical training. However, such devices do not have the required depth of the surgical wound and the modeling of the angle of attack, and there is also no simulation of the unstable position of the hands in different parts of the skull, which makes the acquisition of skills less effective. Therefore, the development of devices that made it possible to practice skills in conditions as close as possible to the real operating environment is an urgent task.

Известно устройство для обучения микрохирургическим навыкам работы в глубоком операционном поле, которое представляет собой пластиковый упор для рук, который расположен над областью проводимой операции. Пластиковый упор имеет круглое отверстие диаметром в 30 мм. Он устанавливается над оперируемым объектом, и задает глубину в 30 мм до оперируемого объекта. В качестве оперируемого объекта используются как элементы, симулирующие сосуды, например пластиковые трубки, так и лабораторные животные. (Shurey S, Akelina Y, Legagneux J, Malzone G, Jiga L, Ghanem AM. The rat model in microsurgery education: classical exercises and new horizons. Archives of plastic surgery, 2014, 41(3):201.).A device for teaching microsurgical skills to work in a deep operating field is known, which is a plastic hand rest, which is located above the area of the operation. The plastic stop has a round hole with a diameter of 30 mm. It is installed above the operated object, and sets a depth of 30 mm to the operated object. As an operated object, both elements simulating vessels, such as plastic tubes, and laboratory animals are used. (Shurey S, Akelina Y, Legagneux J, Malzone G, Jiga L, Ghanem AM. The rat model in microsurgery education: classical exercises and new horizons. Archives of plastic surgery, 2014, 41(3):201.).

Существенным недостатком устройства является то, что оно не позволяет эффективно формировать навыки микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле, т.к. пластиковый упор для рук является плоским, и, следовательно, пальцы хирурга опираются на плоскую поверхность, что не соответствует реальной хирургической операции на голове, когда хирургу приходиться опираться на неровные краниальные структуры с криволинейной геометрией поверхности. В основе опоры лежит техника "касания руками" при которой пальцы рук выполняют функцию опоры на краниальные структуры. Она предназначена для стабилизации положения инструментов и уменьшения напряжения рук. В данном устройстве невозможно воспроизвести мышечное напряжение, испытываемое хирургом.A significant disadvantage of the device is that it does not allow you to effectively form the skills of microneurosurgery when working in a deep surgical field, because. the plastic palm rest is flat, and therefore the surgeon's fingers rest on a flat surface, which is inconsistent with actual head surgery where the surgeon has to rest on uneven cranial structures with curvilinear surface geometry. The support is based on the "hand touch" technique, in which the fingers act as a support on the cranial structures. It is designed to stabilize the position of instruments and reduce hand strain. In this device, it is impossible to reproduce the muscle tension experienced by the surgeon.

В данном техническом решении используется пластиковый упор для рук задающий прямой вертикальный угол до оперируемого объекта (угол атаки), что упрощает условия по сравнению с настоящей нейрохирургической операцией, так как наклон головы и трепанационное отверстие, являются составляющими элементами формирования угла атаки. Кроме того, оно имеет круглое отверстие, через которое выполняется вмешательство, что не соответствует форме трепанационного окна в реальных условиях, и также искажает угол атаки.In this technical solution, a plastic palm rest is used that sets a direct vertical angle to the operated object (angle of attack), which simplifies the conditions compared to a real neurosurgical operation, since the tilt of the head and the burr hole are the constituent elements of the formation of the angle of attack. In addition, it has a round hole through which the intervention is performed, which does not correspond to the shape of the burr window in real conditions, and also distorts the angle of attack.

Все это уменьшает эффективность приобретения у обучающихся навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле.All this reduces the effectiveness of acquiring the skills of microneurosurgery in students when working in a deep surgical field.

Известно устройство для обучения глубоким микрохирургическим навыкам, которое представляет собой голову манекена, в которой сформировано трепанационное отверстие в необходимой анатомической области. Внутри головы устанавливаются шары с краской, имитирующих полушария, и объекты, имитирующие сосуды, на которых выполняется операция (плечевая артерия курицы). (Takeuchi М, Hayashi N, Hamada Н, Matsumura N, Nishijo H, Endo S. A new training method to improve deep microsurgical skills using a mannequin head. Microsurgery: Official Journal of the International Microsurgical Society and the European Federation of Societies for Microsurgery, 2008, 28(3): 168-170.).A device for teaching deep microsurgical skills is known, which is a mannequin head, in which a burr hole is formed in the required anatomical region. Balls with paint are placed inside the head, imitating the hemispheres, and objects imitating the vessels on which the operation is performed (chicken brachial artery). (Takeuchi M, Hayashi N, Hamada H, Matsumura N, Nishijo H, Endo S. A new training method to improve deep microsurgical skills using a mannequin head. Microsurgery: Official Journal of the International Microsurgical Society and the European Federation of Societies for Microsurgery , 2008, 28(3): 168-170.).

К недостаткам известного устройства следует отнести то, что голова не имеет надежной фиксации, а, следовательно, нарушена имитация фиксации головы скобой Мейфилда, что не позволяет задать реальный угол наклона головы пациента, также приводит к избыточной подвижности, не характерной для реальной операции. Помимо этого, ограниченность пространства внутри головы манекена не позволяет перейти на более сложные тренировки, используя лабораторных животных. Соответственно, обучающийся не сможет получить навык глубокой диссекции и шва на живых сосудах. Также у обучающегося не будет возможности приобрести навык выполнения гемостаза, после анастомоза, в глубоком операционном поле и работать с кровотечением в случае повреждения сосудов.The disadvantages of the known device include the fact that the head does not have reliable fixation, and, consequently, the imitation of fixing the head with the Mayfield bracket is broken, which does not allow you to set the real angle of the patient's head, and also leads to excessive mobility, not typical for a real operation. In addition, the limited space inside the head of the mannequin does not allow for more complex training using laboratory animals. Accordingly, the student will not be able to acquire the skill of deep dissection and suture on living vessels. Also, the student will not have the opportunity to acquire the skill of performing hemostasis, after anastomosis, in a deep surgical field and work with bleeding in case of damage to blood vessels.

Задача настоящего изобретения заключается в расширении арсенала устройств для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле, создание устройства для приобретения навыков микронейрохирургии, которое позволяет повысить эффективность приобретения у обучающихся навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле,The objective of the present invention is to expand the arsenal of devices for acquiring microneurosurgery skills when working in a deep surgical field, creating a device for acquiring microneurosurgery skills, which makes it possible to increase the efficiency of acquiring microneurosurgical skills in students when working in a deep surgical field,

Заявленный технический результат достигается за счет того, что предлагаемое устройство состоит из пластикого черепа, напечатанного на 3D принтере, подложки и оперируемого объекта. На одной из сторон черепа сформирован плоскостной срез, параллельный подложке, а на противолежащей стороне черепа находится трепанационное окно, которое располагается под углом от 10 до 170 градусов относительно среза. Подложка состоит по крайне мере из одного модуля и имеет посередине вырез. При этом размеры подложки больше размеров плоскостного среза, выполненного на стороне черепа. В вырез подложки помещается оперируемый объект. В качестве оперируемого объекта могут быть использованы силиконовые трубки, куриное бедро, крыса. Череп, стороной имеющей срез, устанавливается на подложку. Ровный срез позволяет четко фиксировать череп на плоской поверхности подложки.The claimed technical result is achieved due to the fact that the proposed device consists of a plastic skull printed on a 3D printer, a substrate and an operated object. On one side of the skull, a planar cut is formed parallel to the substrate, and on the opposite side of the skull there is a trepanation window, which is located at an angle of 10 to 170 degrees relative to the cut. The substrate consists of at least one module and has a cutout in the middle. In this case, the dimensions of the substrate are larger than the dimensions of the planar cut made on the side of the skull. The operated object is placed in the cutout of the substrate. Silicone tubes, chicken thigh, rat can be used as an operated object. The skull, with the side having a cut, is installed on the substrate. An even cut allows you to clearly fix the skull on a flat surface of the substrate.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что в качестве головы используется череп, напечатанный на 3D принтере, при этом на одной из сторон черепа находится трепанационное окно, а на противолежащей стороне выполнен плоскостной срез. При этом трепанационное окно, располагается под углом от 10 до 170 градусов относительно плоскостного среза. Кроме того, предлагаемое устройство дополнительно имеет подложку, состоящую по крайне мере из одного модуля, размеры которой больше размеров стороны черепа, имеющего срез. При этом подложка имеет вырез в центре, в который помещается оперируемый объект. А череп устанавливается на подложку стороной, имеющей срез. Ровный срез позволяет четко фиксировать череп на плоской поверхности подложки.Comparative analysis with the prototype showed that the proposed technical solution differs from the prototype in that a skull printed on a 3D printer is used as a head, while a trepanation window is located on one side of the skull, and a planar cut is made on the opposite side. In this case, the trepanation window is located at an angle of 10 to 170 degrees relative to the planar cut. In addition, the proposed device additionally has a substrate consisting of at least one module, the dimensions of which are larger than the dimensions of the side of the skull with a cut. In this case, the substrate has a cutout in the center, into which the operated object is placed. And the skull is installed on the substrate with the side having a cut. An even cut allows you to clearly fix the skull on a flat surface of the substrate.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».Thus, the proposed technical solution meets the criterion of invention "novelty".

Проведенный анализ патентной и научно-технической литературы показал, что предлагаемое устройство отличается не только от прототипа, он и от других технический решений в данной с смежных областях. Так авторами не найдены устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле, имеющие предлагаемые конструктивные особенности. А именно конструктивные особенности позволяют повысить эффективность обучения навыкам микронейрохирургии за счет максимального приближения условий к операционным, создать условия, при которых напряжение рук при опоре на краниальные структуры будет идентично натуральным, получить более устойчивое устройство с заранее заданным наклоном, соответствующим трепанационному окну, что позволяет выполнять тренировку рук не только в горизонатальной плоскости, но и в нестандартных косых плоскостях, приближенных к реальным оперативным доступам, обеспечить возможность использования не только силиконовых трубок для имитации сосудов, но и использование крупных объектов, таких как куриное бедро, или крыса. Плоскостной срез, выполненный на противоположной стороне трепанации, позволяет устанавливать череп на подложке под углом, имитирующем угол наклона головы пациента, закрепленной в скобе Мей-филда 5.The analysis of the patent and scientific and technical literature showed that the proposed device differs not only from the prototype, but also from other technical solutions in this related field. Thus, the authors did not find devices for acquiring microneurosurgery skills when working in a deep surgical field that have the proposed design features. Namely, the design features make it possible to increase the effectiveness of teaching microneurosurgery skills by bringing the conditions as close as possible to operating rooms, to create conditions under which the tension of the hands when relying on cranial structures will be identical to natural ones, to obtain a more stable device with a predetermined inclination corresponding to the trepanation window, which allows performing arm training not only in the horizontal plane, but also in non-standard oblique planes close to real operational accesses, to provide the possibility of using not only silicone tubes to simulate blood vessels, but also the use of large objects, such as a chicken thigh or a rat. A flat cut made on the opposite side of the trepanation allows the skull to be placed on the substrate at an angle that imitates the angle of the patient's head fixed in the Mayfield 5 bracket.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства позволяют эффективно приобретать навыки микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле, улучшить микронейрохирургические навыки оперирующих хирургов в глубоком операционном поле и позволяет отрабатывать широкий спектр приемов: микрохирургическую диссекцию, гемостаз, микрохирургический шов. Ровный срез позволяет четко фиксировать череп на плоской поверхности подложки. В зависимости от выбранного для отработки доступа и высоты подложки меняется расстояние от трепанационного окна до оперируемого объекта, позволяя регулировать уровень сложности навыка, необходимую глубину операционной раны и моделирование угла атаки, что также повышает эффективность отработки микронейрохирургических навыков.The design features of the proposed device make it possible to effectively acquire microneurosurgical skills when working in a deep surgical field, improve the microneurosurgical skills of operating surgeons in a deep surgical field, and allow practicing a wide range of techniques: microsurgical dissection, hemostasis, microsurgical suture. An even cut allows you to clearly fix the skull on a flat surface of the substrate. Depending on the access chosen for testing and the height of the substrate, the distance from the trepanation window to the operated object changes, allowing you to adjust the skill level, the required depth of the surgical wound and modeling the angle of attack, which also increases the efficiency of microneurosurgical skills training.

Предлагаемое устройство может использоваться для приобретения у обучающихся навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле.The proposed device can be used to acquire the skills of microneurosurgery in students when working in a deep surgical field.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».Thus, the proposed technical solution meets the criteria of "inventive step" and "industrial applicability".

На Фиг. 1. представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле, где 1 -череп; 2 - трепанационное окно; 3 - подложка; 4 - оперируемый объект; 5 - плоскостной срез; 6 - вырез подложки для объекта; 7 - модуль подложки.On FIG. 1. shows a diagram of a device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field, where 1 is the skull; 2 - trepanation window; 3 - substrate; 4 - operated object; 5 - planar cut; 6 - cutout of the substrate for the object; 7 - substrate module.

На Фиг. 2-6 представлены варианты предлагаемого устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле (в зависимости от приобретаемого навыка микронейрохирургии).On FIG. Figures 2-6 show variants of the proposed device for acquiring microneurosurgery skills while working in a deep surgical field (depending on the acquired microneurosurgery skill).

На фиг. 2 представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле (вариант для отработки навыков при ретросигмовидный доступе), где 1 - череп; 2 - трепанационное окно; 3 - подложка; 4 - оперируемый объект; 5 - плоскостной срез; 6 - вырез подложки для объекта; 7 - модуль подложки.In FIG. 2 shows a diagram of a device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field (an option for practicing skills with a retrosigmoid approach), where 1 is the skull; 2 - trepanation window; 3 - substrate; 4 - operated object; 5 - planar cut; 6 - cutout of the substrate for the object; 7 - substrate module.

На фиг. 3 представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле (вариант для отработки навыков при затылочном межполушарном доступе), где 1 - череп; 2 - трепанационное окно; 3 - подложка; 4 - оперируемый объект; 5 - плоскостной срез; 6 - вырез подложки для объекта; 7 - модуль подложки.In FIG. 3 shows a diagram of a device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field (an option for practicing skills with an occipital interhemispheric approach), where 1 is the skull; 2 - trepanation window; 3 - substrate; 4 - operated object; 5 - planar cut; 6 - cutout of the substrate for the object; 7 - substrate module.

На фиг. 4 представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле (вариант для отработки навыков при фронтальном межполушарном доступе), где 1 - череп; 2 - трепанационное окно; 3 - подложка; 4 - оперируемый объект; 5 - плоскостной срез; 6 - вырез подложки для объекта; 7 - модуль подложки.In FIG. 4 shows a diagram of a device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field (an option for practicing skills with frontal interhemispheric access), where 1 is the skull; 2 - trepanation window; 3 - substrate; 4 - operated object; 5 - planar cut; 6 - cutout of the substrate for the object; 7 - substrate module.

На фиг. 5 представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле (вариант для отработки навыков при латеральном супраорбитальном доступе), где 1 - череп; 2 - трепанационное окно; 3 - подложка; 4 - оперируемый объект; 5 - плоскостной срез; 6 - вырез подложки для объекта; 7 - модуль подложки.In FIG. 5 shows a diagram of a device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field (an option for practicing skills with a lateral supraorbital approach), where 1 is the skull; 2 - trepanation window; 3 - substrate; 4 - operated object; 5 - planar cut; 6 - cutout of the substrate for the object; 7 - substrate module.

На фиг. 6 представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле (вариант для отработки навыков при расширенном теменном межполушарном доступе), где 1 - череп; 2 - трепанационное окно; 3 - подложка; 4 - оперируемый объект; 5 - плоскостной срез; 6 - вырез подложки для объекта; 7 - модуль подложки.In FIG. 6 shows a diagram of a device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field (an option for practicing skills with an extended parietal interhemispheric approach), where 1 is the skull; 2 - trepanation window; 3 - substrate; 4 - operated object; 5 - planar cut; 6 - cutout of the substrate for the object; 7 - substrate module.

Предлагаемое устройство состоит (см. приложение к описанию заявки фиг. 1) из пластикового черепа 1, напечатанного на 3D принтере, и имеющего в необходимой анатомической зоне трепанационное окно (трепанационное отверстие) 2, подложки 3 и оперируемого объекта 4. На одной из сторон черепа сформирован плоскостной срез 5, параллельный подложке 3, а на противолежащей стороне черепа находится трепанационное окно 2, которое располагается под углом от 30 до 90 градусов относительно среза 5. Подложка 3 состоит по крайне мере из одного модуля 7 и имеет посередине вырез 6. При этом размеры подложки 3 больше размеров плоскостного среза 5, выполненного на стороне черепа 1. В вырез 6 подложки 3 помещается оперируемый объект 4. В качестве оперируемого объекта могут быть использованы силиконовые трубки, куриное бедро, крыса. Череп 1, стороной, имеющей срез 5, устанавливается на подложку 3. Ровный срез 5 позволяет четко фиксировать череп 1 на плоской поверхности подложки 3.The proposed device consists (see the appendix to the description of the application Fig. 1) of a plastic skull 1 printed on a 3D printer and having a burr window (burr hole) 2 in the required anatomical zone, a substrate 3 and an operated object 4. On one side of the skull a planar cut 5 is formed parallel to the substrate 3, and on the opposite side of the skull there is a trepanation window 2, which is located at an angle of 30 to 90 degrees relative to the cut 5. The substrate 3 consists of at least one module 7 and has a cutout 6 in the middle. the dimensions of the substrate 3 are larger than the dimensions of the planar cut 5 made on the side of the skull 1. The cutout 6 of the substrate 3 is used to place the operated object 4. Silicone tubes, a chicken thigh, or a rat can be used as the operated object. Skull 1, with the side having a cut 5, is installed on the substrate 3. An even cut 5 allows you to clearly fix the skull 1 on the flat surface of the substrate 3.

Устройство изготавливают следующим образом: Сканируют голову человека, используя компьютерный томограф. Данные сканирования экспортируются в файл (DICOM) и преобразуются в файл STereoLithography (STL) с помощью Mimics 17.0 (Materialise NV). После чего файл проходит обработку в трехмерном редакторе, избавляясь от всех лишних тканей, ошибок сканирования и артефактов, восстанавливая поврежденные в результате сканирования костные структуры. Также на этапе компьютерной обработки происходит формирование плоскостного среза и трепанационного окна в зависимости от выбранного нейрохирургического доступа. Срез на черепе формируется таким образом, чтобы сымитировать угол наклона головы пациента, закрепленной в скобе Мейфилда в соответствии с планируемым нейрохирургическим доступом. Трепанационное окно располагается под углом от 30 до 90 градусов относительно среза на противолежащей стороне. После чего череп печатают на 3D принтере.The device is made in the following way: A human head is scanned using a CT scanner. Scan data is exported to a file (DICOM) and converted to a STereoLithography (STL) file using Mimics 17.0 (Materialise NV). After that, the file is processed in a three-dimensional editor, getting rid of all unnecessary tissues, scanning errors and artifacts, restoring bone structures damaged as a result of scanning. Also, at the stage of computer processing, a planar cut and a trepanation window are formed, depending on the chosen neurosurgical approach. The cut on the skull is formed in such a way as to simulate the angle of the patient's head, fixed in the Mayfield bracket in accordance with the planned neurosurgical approach. The trepanation window is located at an angle of 30 to 90 degrees relative to the cut on the opposite side. The skull is then 3D printed.

В вырез подложки помещают оперируемый объект (силиконовые трубки, куриное бедро, крысу) и устанавливают череп на подложку. Ровный срез позволяет четко фиксировать череп на плоской поверхности подложки. В зависимости от выбранного для отработки доступа и высоты подложки меняется расстояние от трепанационного окна до оперируемого объекта, позволяя регулировать уровень сложности навыка.The object to be operated on (silicone tubes, chicken thigh, rat) is placed in the cutout of the substrate and the skull is placed on the substrate. An even cut allows you to clearly fix the skull on a flat surface of the substrate. Depending on the access chosen for practicing and the height of the substrate, the distance from the trepanation window to the operated object changes, allowing you to adjust the skill level.

Так как оперируемые объекты могут быть больше, чем череп, они могут не помещаться под него полностью. При попытке установить череп на неровную поверхность опора и фиксация черепа будут нарушены. Для решения этой проблемы была использована подложка. Она предназначается для выравнивания поверхности, на которую будет устанавливаться череп. Высота подложки подбирается в соответствии с оперируемым объектом. Например, если высота объекта 4 см, подложка должна иметь высоту минимум 4 см. Так как объекты, на которых обучающийся может проводить симуляционные операции, могут различаться, высота подложки должна меняться в зависимости от высоты оперируемого объекта. В соответствие с этим подложка может состоять из нескольких модулей, для регуляции необходимой высоты. В нашем примере, один модуль такой подложки имеет высоту 0,9 мм. Например, для того чтобы выровнять поверхность при операции на курином бедре, высотой 3,1 см, необходимо использовать 4 модуля подложки, общей высотой 3,6 см. Подложка выполнена из эластичного легкого и упругого материала, чтобы она могла выполнять свои функции, а именно: чтобы она не проседала под черепом, на который обучающийся будет создавать упор, и чтобы обучающийся мог иметь возможность создавать в подложке вырез для оперируемого объекта. Подложка может быть изготовлена, например, из этиленвинилацетата.Since the objects to be operated on may be larger than the skull, they may not fit completely under it. If you try to install the skull on an uneven surface, the support and fixation of the skull will be broken. To solve this problem, a substrate was used. It is intended to level the surface on which the skull will be installed. The height of the substrate is selected in accordance with the operated object. For example, if the object is 4 cm high, the substrate should be at least 4 cm high. Since the objects on which the student can perform simulation operations may vary, the height of the substrate should change depending on the height of the object being operated on. In accordance with this, the substrate can consist of several modules to regulate the required height. In our example, one module of such a substrate has a height of 0.9 mm. For example, in order to level the surface during surgery on a chicken thigh, 3.1 cm high, it is necessary to use 4 substrate modules, with a total height of 3.6 cm. The substrate is made of an elastic, lightweight and elastic material so that it can perform its functions, namely : so that it does not sag under the skull, on which the student will create an emphasis, and so that the student can create a cutout in the substrate for the operated object. The substrate can be made, for example, from ethylene vinyl acetate.

В условиях реальной операционной, положение пациента - один из самых важных шагов. Правильное позиционирование головы предоставляет максимально прямой доступ к хирургической цели, и сокращает рабочее расстояние для хирурга. Для симуляции такого расположения на черепе формируется срез, напротив которого под определенным углом, в зависимости от доступа, формируется трепанационное окно. Это создает максимально прямой доступ к оперируемому объекту, имитируя реальную хирургическую процедуру. Череп, при установке на подложку должен располагаться строго над оперируемым объектом для создания максимально эффективного угла атаки.In a real operating room environment, the position of the patient is one of the most important steps. Proper head positioning provides the most direct access to the surgical target and reduces the working distance for the surgeon. To simulate such an arrangement, a cut is formed on the skull, opposite which, at a certain angle, depending on the access, a trepanation window is formed. This creates the most direct access to the operated object, simulating a real surgical procedure. The skull, when installed on a substrate, should be located strictly above the operated object to create the most effective angle of attack.

Пример 1. Предлагаемое устройство использовалось для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле при ретросигмовидном доступе (см приложение к описанию фиг. 2). При этом на одной из сторон пластикового черепа 1, напечатанного на 3 D принтере, сформирован срез 5 параллельный подложке 3. На противоположной стороне под углом 40-60 градусов относительно среза 5, по правой стороне формируется трепанационное окно 2. В качестве оперируемого объекта 4 используется куриное бедро, которое помещается в вырез 6 подложки 3. При этом подложка состоит из 4 модулей. Череп 1 устанавливается на подложку 3, стороной, имеющей срез 5. Оперируемый объект 4находится на расстоянии 2-4 см от трепанационного окна 2. Устройство позволяет эффективно тренировать навыки работы через ретро-сигмовидный доступ.Example 1. The proposed device was used to acquire the skills of microneurosurgery when working in a deep surgical field with retrosigmoid access (see Appendix to the description of Fig. 2). At the same time, on one side of the plastic skull 1 printed on a 3D printer, a cut 5 is formed parallel to the substrate 3. On the opposite side at an angle of 40-60 degrees relative to cut 5, a trepanation window 2 is formed on the right side. chicken thigh, which is placed in the cutout 6 of the substrate 3. In this case, the substrate consists of 4 modules. The skull 1 is placed on the substrate 3, with the side having a cut 5. The operated object 4 is located at a distance of 2-4 cm from the trepanation window 2. The device allows you to effectively train your skills through retro-sigmoid access.

Пример 2. Предлагаемое устройство использовалось для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле при затылочном межполушарном доступе (см приложение к описанию фиг. 3). При этом на одной из сторон пластикового черепа 1, напечатанного на 3 D принтере, сформирован срез 5 параллельный подложке 3. На противоположной стороне под углом 60-70 градусов относительно среза 5, по левой стороне формируется трепанационное окно 2. В качестве оперируемого объекта 4 используется крыса, которая помещается в вырез 6 подложки 3. При этом подложка 3 состоит из 3 модулей. Череп 1 устанавливается на подложку 3, стороной, имеющей срез 5. Оперируемый объект 4 находится на расстоянии 5-7 см от трепанационного окна 2. Устройство позволяет эффективно тренировать навыки работы через затылочный межполушарный доступ.Example 2. The proposed device was used to acquire the skills of microneurosurgery when working in a deep operating field with occipital interhemispheric access (see Appendix to the description of Fig. 3). At the same time, on one side of the plastic skull 1 printed on a 3D printer, a cut 5 is formed parallel to the substrate 3. On the opposite side at an angle of 60-70 degrees relative to the cut 5, a trepanation window 2 is formed on the left side. rat, which is placed in the cutout 6 of the substrate 3. The substrate 3 consists of 3 modules. The skull 1 is placed on the substrate 3, with the side having a cut 5. The operated object 4 is located at a distance of 5-7 cm from the burr window 2. The device allows you to effectively train skills through the occipital interhemispheric approach.

Пример 3. Предлагаемое устройство использовалось для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле при фронтальном межполушарном доступе (см приложение к описанию фиг. 4). При этом на одной из сторон пластикового черепа 1, напечатанного на 3 D принтере, сформирован срез 5 параллельный подложке 3. На противоположной стороне под углом 50-70 градусов относительно среза 5, по правой стороне формируется трепанационное окно 2. В качестве оперируемого объекта 4 используется крыса, которая помещается в вырез 6 подложки 3. При этом подложка состоит из 3 модулей. Череп 1 устанавливается на подложку 3, стороной, имеющей срез 5. Оперируемый объект 4 находится на расстоянии 4-6 см от трепанационного окна 2. Устройство позволяет эффективно тренировать навыки работы через фронтальный межполушарный доступ.Example 3. The proposed device was used to acquire the skills of microneurosurgery when working in a deep surgical field with frontal interhemispheric access (see Appendix to the description of Fig. 4). At the same time, on one side of the plastic skull 1 printed on a 3D printer, a cut 5 is formed parallel to the substrate 3. On the opposite side at an angle of 50-70 degrees relative to the cut 5, a trepanation window 2 is formed on the right side. rat, which is placed in the cutout 6 of the substrate 3. The substrate consists of 3 modules. The skull 1 is placed on the substrate 3, with the side having a cut 5. The operated object 4 is located at a distance of 4-6 cm from the burr window 2. The device allows you to effectively train skills through the frontal interhemispheric access.

Пример 4. Предлагаемое устройство использовалось для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле при латеральном супраорбитальном доступе (см приложение к описанию фиг. 5) представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле. При этом на одной из сторон пластикового черепа 1, напечатанного на 3 D принтере сформирован срез 5параллельный подложке 3. На противоположной стороне под углом 30-60 градусов относительно среза 5, по левой стороне формируется трепанационное окно 2. В качестве оперируемого объекта4 используются силиконовые трубки, которые помещаются в вырез 6 подложки 3. При этом подложка состоит из 2 модулей. Череп 1 устанавливается на подложку 3, стороной, имеющей срез 5. Оперируемый объект 4 находится на расстоянии 2-4 см от трепанационного окна 2. Устройство позволяет эффективно тренировать навыки работы через латеральный супраорбитальный доступ.Example 4. The proposed device was used to acquire microneurosurgery skills when working in a deep operating field with lateral supraorbital access (see the appendix to the description of Fig. 5) a diagram of a device for acquiring microneurosurgical skills when working in a deep operating field is presented. At the same time, on one side of the plastic skull 1 printed on a 3D printer, a cut 5 is formed parallel to the substrate 3. On the opposite side at an angle of 30-60 degrees relative to cut 5, a trepanation window 2 is formed on the left side. Silicone tubes are used as an operated object4, which are placed in the cutout 6 of the substrate 3. The substrate consists of 2 modules. The skull 1 is mounted on the substrate 3, side having a cut 5. The operated object 4 is located at a distance of 2-4 cm from the trepanation window 2. The device allows you to effectively train skills through the lateral supraorbital access.

Пример 5. Предлагаемое устройство использовалось для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле при расширенном теменном межполушарном доступе (см приложение к описанию фиг. 6) представлена схема устройства для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле. При этом на одной из сторон пластикового черепа 1, напечатанного на 3 D принтере сформирован срез 5 параллельный подложке 3. На противоположной стороне под углом 80-90 градусов относительно среза 5, по левой стороне формируется трепанационное окно 2. В качестве оперируемого объекта 4 используются силиконовые трубки, которые помещаются в вырез 6 подложки 3. При этом подложка состоит из 2 модулей. Череп устанавливается на подложку 3, стороной, имеющей срез. Оперируемый объект 4 находится на расстоянии 4-6 см от трепанационного окна. Устройство позволяет эффективно тренировать навыки работы через расширенный теменной межполушарный доступ.Example 5. The proposed device was used to acquire microneurosurgery skills when working in a deep surgical field with an extended parietal interhemispheric access (see the appendix to the description of Fig. 6) a diagram of a device for acquiring microneurosurgical skills when working in a deep surgical field is presented. At the same time, on one side of the plastic skull 1 printed on a 3D printer, a cut 5 is formed parallel to the substrate 3. On the opposite side at an angle of 80-90 degrees relative to the cut 5, a trepanation window 2 is formed on the left side. As the operated object 4, silicone tubes that are placed in the cutout 6 of the substrate 3. In this case, the substrate consists of 2 modules. The skull is mounted on the substrate 3, with the side having a cut. The operated object 4 is located at a distance of 4-6 cm from the trepanation window. The device allows you to effectively train work skills through an extended parietal interhemispheric access.

Таким образом, предлагаемое изобретение расширяет арсенал средств, используемых для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле. Устройство позволяет повысить эффективность обучения навыкам микронейрохирургии за счет максимального приближения условий к операционным.Thus, the proposed invention expands the arsenal of tools used to acquire the skills of microneurosurgery when working in a deep surgical field. The device makes it possible to increase the efficiency of teaching microneurosurgery skills due to the maximum approximation of conditions to operating rooms.

Claims (9)

1. Устройство для приобретения навыков микронейрохирургии при работе в глубоком операционном поле, содержащее имитатор головы с трепанационным окном и оперируемый объект, находящийся внутри имитатора головы, отличающееся тем, что в качестве имитатора головы используют имитатор черепа, который имеет все краниальные структуры, при этом имитатор черепа напечатан на 3D принтере, а устройство дополнительно имеет подложку, на которую установлен имитатор черепа, при этом, на одной из сторон имитатора черепа сформирован плоскостной срез, а на противолежащей стороне имитатора черепа находится трепанационное окно, которое располагается под углом от 30 до 90 градусов относительно среза, при этом подложка состоит по крайней мере из одного модуля высотой 0,9 см и имеет посередине вырез, а размеры подложки больше размеров плоскостного среза, выполненного на имитаторе черепа, причем оперируемый объект находится в вырезе подложки, а имитатор черепа установлен на подложку стороной, имеющей срез.1. A device for acquiring skills in microneurosurgery when working in a deep surgical field, containing a head simulator with a burr window and an operated object located inside the head simulator, characterized in that a skull simulator is used as a head simulator, which has all cranial structures, while the simulator of the skull is printed on a 3D printer, and the device additionally has a substrate on which the skull simulator is installed, while on one side of the skull simulator a planar cut is formed, and on the opposite side of the skull simulator there is a trepanation window, which is located at an angle of 30 to 90 degrees relative to the cut, while the substrate consists of at least one module 0.9 cm high and has a cutout in the middle, and the dimensions of the substrate are larger than the dimensions of a planar cut made on the skull simulator, and the operated object is located in the cutout of the substrate, and the skull simulator is installed on the substrate cut side. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оперируемого объекта используют силиконовые трубки.2. The device according to claim 1, characterized in that silicone tubes are used as the operated object. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оперируемого объекта используют куриное бедро.3. The device according to claim. 1, characterized in that a chicken thigh is used as an operated object. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оперируемого объекта используют крысу.4. The device according to claim 1, characterized in that a rat is used as an operated object. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трепанационное окно находится под углом 40-60 градусов относительно плоскостного среза.5. The device according to claim 1, characterized in that the trepanation window is at an angle of 40-60 degrees relative to the planar cut. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трепанационное окно находится под углом 60-70 градусов относительно плоскостного среза.6. The device according to claim. 1, characterized in that the trepanation window is at an angle of 60-70 degrees relative to the planar cut. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трепанационное окно находится под углом 50-70 градусов относительно плоскостного среза.7. The device according to claim 1, characterized in that the trepanation window is at an angle of 50-70 degrees relative to the planar cut. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трепанационное окно находится под углом 30-60 градусов относительно плоскостного среза.8. The device according to claim. 1, characterized in that the trepanation window is at an angle of 30-60 degrees relative to the planar cut. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трепанационное окно находится под углом 80-90 градусов относительно плоскостного среза.9. The device according to claim 1, characterized in that the trepanation window is at an angle of 80-90 degrees relative to the planar cut.
RU2021132309A 2021-11-08 Device for acquiring skills in microneurosurgery while working in a deep surgical field RU2796314C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021132309A RU2021132309A (en) 2023-05-11
RU2796314C2 true RU2796314C2 (en) 2023-05-22

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU224141U1 (en) * 2023-11-22 2024-03-18 Федеральное Государственное Автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко" Министерства Здравоохранения Российской Федерации Neurosurgical simulation simulator for mastering and practicing surgical manual skills for installing external ventricular drainage

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140024004A1 (en) * 2011-04-05 2014-01-23 Takeda Nycomed As Medical training device and method
US20160155364A1 (en) * 2013-07-11 2016-06-02 Cameron Piron Surgical training and imaging brain phantom
DE112015004617T5 (en) * 2014-10-08 2017-07-27 All India Institute Of Medical Sciences Neuroendoscope Box trainer
US20190172370A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Neurosurgical Laparoscopy Training Device and Method of Training
RU194122U1 (en) * 2019-07-31 2019-11-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се SIMULATOR FOR PROCESSING SKILLS OF THE ENDOSCOPIC REMOVAL OF THE IN-BRAIN HEMATOMA
US20190380780A1 (en) * 2016-10-21 2019-12-19 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Mixed reality training system
WO2020148643A1 (en) * 2019-01-14 2020-07-23 Upsurgeon S.R.L. Medical learning device based on integrating physical and virtual reality with the aim of studying and simulating surgical approaches at anatomical locations

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140024004A1 (en) * 2011-04-05 2014-01-23 Takeda Nycomed As Medical training device and method
US20160155364A1 (en) * 2013-07-11 2016-06-02 Cameron Piron Surgical training and imaging brain phantom
DE112015004617T5 (en) * 2014-10-08 2017-07-27 All India Institute Of Medical Sciences Neuroendoscope Box trainer
US20190380780A1 (en) * 2016-10-21 2019-12-19 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Mixed reality training system
US20190172370A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Neurosurgical Laparoscopy Training Device and Method of Training
WO2020148643A1 (en) * 2019-01-14 2020-07-23 Upsurgeon S.R.L. Medical learning device based on integrating physical and virtual reality with the aim of studying and simulating surgical approaches at anatomical locations
RU194122U1 (en) * 2019-07-31 2019-11-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се SIMULATOR FOR PROCESSING SKILLS OF THE ENDOSCOPIC REMOVAL OF THE IN-BRAIN HEMATOMA

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU224141U1 (en) * 2023-11-22 2024-03-18 Федеральное Государственное Автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко" Министерства Здравоохранения Российской Федерации Neurosurgical simulation simulator for mastering and practicing surgical manual skills for installing external ventricular drainage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11727827B2 (en) Anatomical model and method for surgical training
US8328560B2 (en) Laparoscopic apparatus
US8113847B2 (en) Spinal surgery modeling system
Martinsen et al. Towards a humane veterinary education
Ungi et al. Perk Tutor: an open-source training platform for ultrasound-guided needle insertions
KR102105980B1 (en) Surgical training model for laparoscopic procedures
JP2015532451A (en) Surgical training model for laparoscopic procedures
US10828107B2 (en) Mixed reality training system
WO2016056025A1 (en) Neuro-endoscope box trainer
Sawaya et al. Development of a performance model for virtual reality tumor resections
WO2018035310A1 (en) Dynamic haptic robotic trainer
US10650704B2 (en) In-situ training apparatus, method and system
Byvaltsev et al. 3D-printed cranial models simulating operative field depth for microvascular training in neurosurgery
RU2796314C2 (en) Device for acquiring skills in microneurosurgery while working in a deep surgical field
RU2713986C1 (en) Laparoscopic simulator
RU170571U1 (en) Surgical skills simulator
US20230117814A1 (en) Simulation of minimally invasive surgery procedures
US20230017321A1 (en) Real-tissue head and neck surgical training system and associated methods
US20230112951A1 (en) Systems and methods for a neurosurgical simulation model for surgical training
Mohan et al. Virtual Reality-Aplay station'of the future. A review of virtual reality and orthopaedics
RU213757U1 (en) Imitation of the patient's head
Mégevand et al. Surgical training for the implantation of neocortical microelectrode arrays using a formaldehyde-fixed human cadaver model
RU85252U1 (en) HUMAN HEAD PHANTOM FOR SIMULATION OF THE OPERATIONAL FIELD AND THE OPERATION OF THE OPERATION IN NEUROSURGERY
Kara et al. TRADITIONAL TRAINING VERSUS VIRTUAL REALITY AND HAPTIC ENABLED SIMULATION TRAINING FOR POSTERIOR CERVICAL SCREW PLACEMENT
EA044118B1 (en) SIMULATOR FOR PERFORMING ENDOVIDEOSURGICAL THYROIDECTOMY