ИНДИВИДУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ЧАШЕЧНО-ЛОХАНОЧНОЙ СИСТЕМЫ ПОЧКИ

Полезная модель относится к области медицины, а именно урологии и может использоваться интраоперационно для навигации при выполнении перкутанной нефролитотрипсии, а также в качестве учебного пособия для выработки тактики выполнения перкутанной нефролитотрипсии молодыми специалистами и студентами.
Известен тренажер урологический, предназначенный для практики урологов всех уровней с целью проведения процесса обучения чрескожной пункции чашечно-лоханочной системы почки и других урологических мероприятий [RU 180052, 2018]. Полезная модель выполнена в виде литого сегмента, повторяющего форму части поясничного отдела человеческого тела, и максимально приближенного к нему по визуальным и тактильным ощущениям. Внутри сегмента сформированы полости в форме лоханочной системы почки и мочеточника, имеющего выход на торцевую поверхность тренажера. Для обеспечения возможности введения эндоскопа или зонда, при этом сегмент изготовлен из полимерного материала с диапазоном твердости от 15 ед. Шор 00 до 20 ед. Шор А.
Полезная модель предназначена только для обучения чрескожной пункции чашечно-лоханочной системы почки и других урологических мероприятий, но не для интраоперационной навигации при выполнении перкутанной нефролитотрипсии. Авторами полезной модели также не ставилась задача индивидуального использования полезной модели.
В качестве прототипа по наиболее близкой технической сущности нами выбрана индивидуальная литая монотонная модель чашечно-лоханочной системы (ЧЛС), выполненная из пластика ABS (акрилонетрилбутадиенстирол) и напечатанная на 3D принтере. Наружная поверхность модели является копией наружной поверхности ЧЛС почки (Atalay, Н.А.,  V., Alkan, I., Canat, Н.L.,  & Altunrende, F. (2016). Impact of Three-Dimensional Printed Pericaliceal System Models on Residents' Understanding of Pericaliceal System Anatomy Before Percutaneous Nephrolithotripsy Surgery: A Pilot Study. Journal of Endourology, 30(10), 1132-1137.)
К недостаткам прототипа следует отнести литое строение, то есть нет внутренней полости, что обуславливает отсутствие возможности визуализации внутреннего строения чашечно-лоханочной системы почки, тем самым повышая риск неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии, а также гомогенный внешний вид, что затрудняет определение уровня границы между группами чашечек. Оба недостатка обуславливают недостаточную эффективность модели при использовании ее в качестве учебного пособия для выработки тактики выполнения перкутанной нефролитотрипсии молодыми специалистами и студентами, повышая риск неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии.
Задачей полезной модели является минимизация риска неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии, а также повышение эффективности выработки тактики выполнения перкутанной нефролитотрипсии при использовании полезной модели молодыми специалистами и студентами в качестве учебного пособия.
Техническим результатом, достигаемым с помощью полезной модели, является возможность визуализации полости чашечно-лоханочной системы почки, что минимизирует риск неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии, а также увеличивает ее значимость в качестве учебного пособия.
Технический результат достигается тем, что индивидуальная модель ЧЛС почки выполнена из пластика и напечатана на 3D принтере. Полезная модель выполнена сборно-разборной и состоит из 3 частей, соответствующих трем группам чашечек ЧЛС почки - верхней, средней и нижней. Каждая часть выполнена цветной и цвет каждой из них отличается друг от друга. Каждая из 3-х частей, в свою очередь, состоит из двух сборно-разборных компонентов. Все 6 частей индивидуальной модели ЧЛС почки выполнены полыми. Наружная и внутренняя поверхности полезной модели являются копией наружной и внутренней поверхностей ЧЛС почки.
На Фиг. 1 представлено фото полезной модели, где:
1. - часть модели, соответствующая верхней группе чашечек чашечно-лоханочной системы;
2. - часть модели, соответствующая средней группе чашечек чашечно-лоханочной системы;
3. - часть модели, соответствующая нижней группе чашечек чашечно-лоханочной системы;
На Фиг. 2 представлено фото заявляемой полезной модели в разобранном виде, где:
4. 5 - два сборно-разборных компонента части модели, соответствующей верхней группе чашечек чашечно-лоханочной системы;
6, 7 - два сборно-разборных компонента части модели, соответствующей средней группе чашечек чашечно-лоханочной системы;
8, 9. - два сборно-разборных компонента части модели, соответствующей нижней группе чашечек чашечно-лоханочной системы.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом:
Врач берет сборную модель ЧЛС почки для изучения внешнего строения. Далее отдельно изучает часть модели, соответствующую верхней группе чашечек чашечно-лоханочной системы (1), часть модели, соответствующую средней группе чашечек чашечно-лоханочной системы (2) и часть модели, соответствующей нижней группе чашечек чашечно-лоханочной системы (3) для выявления возможных особенностей строения при переходе из одной группы в другую. Далее происходит внутриполостное изучение отдельных чашечек путем разделения компонентов каждой части модели, что позволяет наглядно оценивать особенности строения той или иной чашечки. Поэтапно происходит детальное изучение верхней части путем разъединения ее компонентов (4, 5), далее изучают среднюю часть при разъединении ее компонентов (6, 7) и верхнюю часть после разборки ее также на отдельные компоненты (8, 9). Исходя из особенностей строения как отдельно взятых чашечек, так и всей чашечно-лоханочной системы почки, врач-уролог определяет наиболее оптимальную хирургическую тактику проведения перкутанной нефролитотрипсии.
Существенные отличительные признаки заявляемой полезной модели и причинно-следственная связь между ними и достигаемым техническим результатом:
- Модель выполнена сборно-разборной и состоит из 3 частей, соответствующих трем группам чашечек чашечно-лоханочной системы почки - верхней, средней и нижней. Каждая из 3-х частей, в свою очередь, состоит из двух сборно-разборных компонентов;
- Все 6 частей индивидуальной 3D печатной модели чашечно-лоханочной системы выполнены полыми.
Выполнение модели сборно-разборной, а также полой обеспечивает визуализацию строения полости чашечно-лоханочной системы почки, что минимизирует риск неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии, а также повышает эффективность выработки тактики выполнения перкутанной нефролитотрипсии при использовании полезной модели молодыми специалистами и студентами в качестве учебного пособия.
- Каждая из 3-х частей полезной модели выполнена цветной и цвет каждой из них отличается друг от друга, что облегчает идентификацию каждой из 3-х ее частей, как при перкутанной нефролитотрипсии, так и при использовании полезной модели молодыми специалистами и студентами в качестве учебного пособия.
Совокупность существенных отличительных признаков является новой и позволила разработать индивидуальную модель чашечно-лоханочной системы почки, обеспечивающую возможность визуализации полости чашечно-лоханочной системы почки, что, в отличие от прототипа, минимизирует риск неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии, а также повышает эффективность выработки тактики выполнения перкутанной нефролитотрипсии при использовании полезной модели молодыми специалистами и студентами в качестве учебного пособия.
Индивидуальную модель чашечно-лоханочной системы почки изготавливают методом послойного наплавления, что заключается в формировании трехмерных объектов с помощью послойного нанесения материала, используемого для печати. Данная модель выполнена из пластика ABS (акрилонитрилбутудиенстирол). Каждый компонент печатается отдельно с помощью ABS-пластика строго определенного цвета, соответствующего группе чашечек. Для фиксации модели и обеспечения целостности при сборке нами использован метод магнитного крепления, который позволяет изолировать отдельно выбранную деталь без потери конфигурации всей остальной модели ЧЛС почки. В каждой субъединице были установлены магниты размером 4 мм × 1 мм круглой формы с усилием разрыва 320 гр., что при весе всей модели в 150 гр. обеспечивает более прочное крепление.
Необходимо отметить, что наружная и внутренняя поверхности чашечно-лоханочной системы почки соответствует полученному результату 3D моделирования, основанному на данных компьютерной томографии.
Формирование печатной сборно-разборной модели ЧЛС почки было успешно апробировано при проведении 3 операций ПНЛ, тактика проведения операции выбрана правильно. Также были проанализированы результаты изучения данной модели 12 ординаторами, что выявило значимое улучшение в понимании строения ЧЛС почки в сравнении с изучением КТ-данных соответствующих пациентов.
Таким образом, разработанная индивидуальная модель чашечно-лоханочной системы почки, в отличие от прототипа, обеспечивает возможность визуализации полости ЧЛС почки, что минимизирует риск неправильного выбора доступа при перкутанной нефролитотрипсии, а также повышает эффективность выработки тактики выполнения перкутанной нефролитотрипсии при использовании полезной модели молодыми специалистами и студентами в качестве учебного пособия.