Тренажер для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана

Полезная модель относится к области медицины, а именно к медицинской технике, в частности к многофункциональным тренажерам для обучения проведения малоинвазивных кардиохирургических операций.
Пластическая хирургия митрального клапана (МК) является одним из самых сложных разделов кардиохирургии. Сложность состоит в правильном определении методики коррекции в зависимости от причины митральной недостаточности (МН).
Митральный аппарат сердца имеет сложную анатомию, и помимо фиброзного кольца и двух створок включает в себя подклапанные структуры: хорды и папиллярные мышцы с соответствующими участками миокарда. Во время диастолы МК открывается с током крови и происходит наполнение левого желудочка (ЛЖ) кровью. Во время систолы МК захлопывается ударом крови о створки, а хорды в свою очередь удерживают створки, таким образом препятствуя пролапсу и регургитации крови в левое предсердие. Для нормальной функции МК необходима целостность всех его элементов.
К основным причинам МН относятся пролапс створок при миксоматозной дегенерации и отрыве хорд, ишемия миокарда. Для успешной хирургической коррекции необходимо четкое понимание патогенеза и биомеханики связанных с той или иной причиной формирования МН и должного опыта хирурга.
На сегодняшний день, чтобы отточить навыки, понять принцип хирургической коррекции недостаточности МК существует мало тренажеров и симуляторов.
Известен тренажер для обучения проведению малоинвазивных кардиохирургических операций, в том числе обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана, который содержит сменную модель (картридж) митрального клапана, где размер, анатомия, а также плотность материала имитатора митрального клапана в большой степени сопоставимы с реальными интраоперационными данными и хирургическими ощущениями. Кроме того, сменная модель митрального клапана содержит сменную группу сосочковых мышц.
(Патент на ПМ №212289, МПК G09B 23/34, опубл. 14.07.2022 г., Бюл. №20)
Недостатком данного тренажера является отсутствие хорд (хордального аппарата).
Известен также тренажер для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана, который содержит приближенные к натуральным силиконовые модели митрального клапана и папиллярных мышц, которые обеспечивают неограниченное воспроизведение, практический опыт наложения швов и тактильную обратную связь.
(Peyman Sardari Nia Development of a high-fidelity minimally invasive mitral valve surgery simulator.- J Thorac Cardiovasc Surg. 2018)
Данный тренажер позволяет научиться методикам коррекции пороков митрального клапана. Однако его главным недостатком является отсутствие хорд (хордального аппарата), что является важным в хирургии митрального клапана, так как нередко митральная недостаточность связана именно с патологией подклапанных структур, приводящих к натяжению хорд.
Задачей полезной модели является создание эффективного тренажера для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана, позволяющего моделировать при планировании хирургической кардиологической операции различные ситуации, соответствующие уровню сложности или специфичные для конкретного пациента, что предоставит ординаторам и хирургам возможность приобретения базовых навыков, сократить время обучения, отрабатывать новые методы и моделировать сложные случаи в кардиохирургической области.
Технический результат заключается в повышении эффективности обучения навыкам в проведении кардиохирургических операций.
Это достигается тем, что в заявляемом тренажере для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана, содержащем приближенную к натуральной силиконовую модель митрального клапана, включающую переднюю и заднюю створки, комиссуры и папиллярные мышцы, которая заливается в форму, распечатанную на 3D-принтере, согласно полезной модели, дополнительно содержит вырезанные из силикона по трафарету хорды в соответствии с заданными размерами.
Заявляемый тренажер для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана поясняется чертежами.
Фиг. 1. Форма для заливки митрального тренажера в трех плоскостях.
Фиг. 2. Трафарет створок, хорд и папиллярных мышц митрального клапана.
Фиг. 3. Схема тренажера митрального клапана.
Фиг. 4. Заявляемый тренажер в готовом виде. Вариант отрыва хорд задней створки митрального клапана,
где 1 - передняя створка митрального клапана; 2 - комиссура; 3 - задняя створка митрального клапана; 4 - папиллярные мышцы; 5 - хорды.
Тренажер для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана изготавливают следующим образом.
На 3D-принтере распечатывают форму митрального клапана, как показано на Фиг. 1 и заливают в форму силикон. После высыхания силикона, по трафарету как показано на Фиг. 2, вырезают переднюю 1 и заднюю 3 створки митрального клапана, комиссуры 2, папиллярные мышцы 4 и хорды 5 митрального клапана. Готовое изделие достают из формы, вворачивают створки 1 и 3, и хорды 5, после чего имплантируют головки папиллярных мышц 4 внутрь левого желудочка путем фиксации. В готовом виде заявляемый тренажер выглядит, как показано на Фиг. 4.
В процессе изготовления заявляемого тренажера возможно моделирование различных вариантов пороков митрального клапана (миксоматозная дегенерация, отрыв хорд, ишемическое натяжение створок).
Для моделирования миксоматозной дегенерации создаются створки больших размеров, а хорды подшиваются к левому желудочку выше обычного для создания эффекта пролапса.
Для моделирования отрыва хорд в различных сегментах проводится их срезание.
Для моделирования ишемической митральной недостаточности проводится имплантация хорд ниже обычного уровня для создания эффекта натяжения створок.
Использование силикона при изготовлении створок, хорд и папиллярных мышц митрального клапана позволяет наиболее реально имитировать человеческую ткань. Размер, анатомия, а также плотность материала имитатора митрального клапана в большой степени сопоставимы с реальными интраоперационными данными и хирургическими ощущениями.
Кроме того, преимуществами заявляемого тренажера для обучения навыкам хирургической коррекции пороков митрального клапана также является его универсальность. На нем можно оттачивать и мини-инвазивную, и робот-ассистированную методики коррекции.
Возможность распечатывать форму митрального клапана на 3D-принтере с моделированием различных пороков ускоряет процесс смены следующего участника учебного процесса и увеличивает количество пользователей в единицу отпущенного учебного времени.
Пример 1. Отработки коррекции митральной недостаточности при отрыве хорд Р-2 сегмента задней створки
При ревизии митрального клапана сердца определяется его недостаточность за счет отрыва хорд сегмента Р2 задней створки (ЗС). На 3D-принтере распечатана форма митрального клапана, в которую залит силикон. После высыхания силикона по трафарету вырезаны створки, хорды и папиллярные мышцы митрального клапана. Для создания эффекта отрыва хорд, были срезаны последние, соответствующие сегменту Р2 ЗСМК. После вворачивания створок и хорд и подшивания головок папиллярных мышц внутрь левого желудочка, готовый тренажер был использован для отработки техники операции, который показан на Фиг. 4. Выполнена квадриангулярная резекция сегмента Р2 с двусторонним слайдингом ЗС МК. Края ЗС сшиты между собой и с фиброзным кольцом МК нитью Пролен 5-0. На 12-ти П-образных швах имплантировано опорное кольцо 34 размера. Гидропроба показала нормальную функцию митрального клапана.
Пример 2. Отработка коррекции митральной недостаточности при миксоматозной дегенерации.
Отмечается избыточность тканей створок (миксоматозная дегенерация) МК, расщепление ЗСМК между сегментами Р2 и Р3, недостаточность МК из-за полисегментарного пролапса створок. На 3D-принтере распечатана форма митрального клапана, в которую залит силикон. После высыхания силикона по трафарету вырезаны створки больших размеров, хорды и папиллярные мышцы митрального клапана. Расщепление ЗСМК создано путем надсекания в сторону основания створки. После вворачивания створок и хорд, головки папиллярных мышц подшиты внутрь левого желудочка на 4 мм выше обычного уровня, для создания эффекта пролапса створок. Готовый тренажер был использован для отработки техники операции. Наложен шов по Альфиери соединяющий сегменты А2 и Р2 нитью Пролен 4-0. Выполнено ушивание клефта ЗСМК нитью Пролен 5-0. На 14 П-образных швах имплантировано опорное кольцо 38 размера. Гидропроба - функция клапана удовлетворительная.
Пример 3. Отработка коррекции митральной недостаточности ишемического генеза
Выполнен доступ к митральному клапану через левое предсердие. При гидропробе отмечается недостаточность митрального клапана за счет натяжения задней створки митрального клапана (ЗСМК). На 3D-принтере распечатана форма митрального клапана, в которую залит силикон. После высыхания силикона по трафарету вырезаны створки, хорды и папиллярные мышцы митрального клапана. После вворачивания створок и хорд, головки задних папиллярных мышц подшиты на 1 см ниже стандартного положения, для создания эффекта натяжения ЗСМК. Готовый тренажер был использован для отработки техники операции. К головкам задних папиллярных мышц подшиты 2 пары опорных стрингов нитью ПТФЭ 5-0 на прокладках, которые выведены через основание ЗСМК в левое предсердие. На 12-ти П-образных швах имплантировано опорное кольцо 32 размера. Опорные стринги подшиты к опорному кольцу в проекции задней створки и затянуты до уровня, при котором ЗСМК достаточно кооптирует с передней створкой МК. Гидропроба - функция клапана удовлетворительная.
Таким образом, заявляемый тренажер позволит при планировании хирургической операции моделировать различные ситуации, соответствующие уровню сложности или специфические для конкретного пациента, что предоставит возможность ординаторам приобрести базовые навыки, а хирургам оттачивать специфические навыки, необходимые в кардиохирургии, и будет способствовать быстрейшей подготовке высококвалифицированных кадров.