Тренажер для обучения технике коронарного шунтирования на работающем сердце
BEATING CORONARY ARTERY BYPASS SIMULATOR

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для обучения и совершенствования хирургических навыков студентов медицинских вузов и врачей.
Известен хирургический тренажер, который содержит опорную рамку, состоящую из продольных и поперечных стержней, и приспособления в виде фиксатора органа или ткани в сочетании по меньшей мере с одним жестким держателем с зажимом на одном конце, и/или по меньшей мере с одним гибким держателем с зажимом на другом конце. Каждое из указанных приспособлений выполнено с возможностью установки и закрепления на опорной рамке, а фиксатор органа или ткани выполнен с возможностью поступательного и/или вращательного перемещения относительно соответствующего стержня опорной рамки.
(Патент РФ №2485597, МПК G09B 23/28, опубл. 20.06.2013 г., Бюл. №17).
Известный тренажер может быть использован для подготовки специалистов в области сердечно-сосудистой хирургии только на начальных этапах обучения по отработке навыков операций, при которых не используют сложное оборудование. Недостатком данного медицинского тренажера являются его ограниченные функциональные возможности и использование только искусственных материалов.
Известен тренажер - модель бьющегося сердца в грудной клетке, предназначенный для открытой хирургии коронарных артерий на работающем сердце. Известный тренажер содержит модель грудной клетки с полной стернотомией, модель бьющегося сердца, контроллер бьющегося сердца, компрессор, блок питания.
(опубликовано на сайте: https://www.geotar-med.ru/catalog/trenazheryi-i-fantomyi/byushheesya-serdcze-v-grudnoj-kletke.html)
Недостатками этого тренажера по сравнению с нашим являются: большие габариты; необходимость приобретения определенного расходного материала, что увеличивает стоимость учебного процесса, а также возможность работать только на искусственных материалах.
Известен тренажер, содержащий опорную раму, выполненную в виде прямоугольного корпуса, который может производить различные пульсирующие движения искусственных сосудов. Данный тренажер состоит из следующих частей: силиконовые сосудистые модели, имитирующие коронарную артерию и сосуд трансплантата; устройство, имитирующее стабилизированную поверхность миокарда. Тренажер имеет возможность устанавливать необходимую для тренировки частоту сердцебиения с помощью резистора от 60 до 80 ударов в минуту, а его пульсирующий контроль хода - "самый высокий "или "самый сильный".
(Kosuke Ujihira, Akira Yamada. Novel Dry-Lab Training Method for Totally Endoscopic Coronary Anastomosis. A Pilot Study. - Innovations 2017; 12:363-369)
Недостатками данного тренажера являются: возможность использования только искусственных материалов (специальные сменные блоки), что также увеличивает стоимость учебного процесса.
Задачей нашего изобретения является создание функционального тренажера для обучения технике коронарного шунтирования на работающем сердце с применением биологических материалов, что позволит усовершенствовать навыки хирургов путем обеспечения наиболее реальных условий этапа пришивания дистальных анастомозов при операции аортокоронарного шунтирования на работающем сердце.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, необходимых обучающимся для получения и закрепления хирургических навыков.
Достигнуть технического результата возможно следующим образом: в заявляемом тренажере для обучения технике коронарного шунтирования на работающем сердце, содержащем корпус и подвижную платформу с электродвигателем и резистором, согласно изобретению, подвижная платформа посредством пружин закреплена на раме, расположенной в корпусе, при этом дополнительно корпус содержит USB - кабель, а на подвижной платформе имеется рабочая поверхность для фиксации рабочего материала.
Заявляемый тренажер показан на чертежах:
Фиг. 1 - вид сверху;
Фиг 2 - вид спереди;
Фиг. 3 - вид сбоку, где: 1 - рама, 2 - корпус, 3 - электрический двигатель, 4 - подвижная платформа; 5 - резистор; 6 - пружина; 7 - USB - кабель; 8 - рабочая поверхность.
Основу тренажера составляет рама 1 с прикрепленным к ней электрическим двигателем 3, размещенная в корпусе 2. На верхней стороне рамы 1 расположена подвижная платформа 4, представленная в виде металлической пластины, на которую с помощью магнита крепится мягкая рабочая поверхность 8, предназначенная для фиксации рабочего материала. Платформа 4 закреплена на раме 1 посредством пружин 6. С помощью электрического двигателя 3 и резистора 5 платформа 4 приводится в движение с амплитудой 3-4 мм во всех плоскостях, таким образом, создавая «эффект» сокращений стабилизированного участка миокарда. Задавая скорость вращения двигателя 3 с помощью резистора 5 возможно устанавливать необходимую для тренировки частоту сердцебиения (ЧСС) от 0 до 100 уд/мин. Электрическое питание двигателя осуществляется постоянным током напряжением 5 В, через USB-кабель 7. В верхней части корпуса 1 выполнено отверстие для подвижной платформы 4.
Изобретение работает следующим образом.
Для проведения обучения технике коронарного шунтирования рабочий материал (кровеносный сосуд биологического происхождения либо синтетический муляж) фиксируют с помощью зажима к мягкой рабочей поверхности 8. С помощью резистора 5 устанавливают частоту сердечных сокращений (ЧСС), необходимую для осуществления тренировочного процесса. Таким образом, рабочий материал движется вместе с платформой 4 за счет пружин 6, что создает имитацию по типу сокращений стабилизированного участка миокарда во время операции. Проводят тренировку операции коронарного шунтирования.
Оценку результата тренировочного процесса осуществляют путем проверки герметичности анастомоза при помощи гидропробы.
Примеры использования заявляемого тренажера.
Пример 1.
Инструменты: микрососудистый иглодержатель, микрососудистый пинцет, ножницы угловые, ножницы сосудистые, скальпель №11, пара сосудистых зажимов типа «Москит», шовный материал 7-0 или 8-0, фрагмент кровеносного сосуда, заявляемый тренажер, хирургические лупы-очки, шприц, игла Дебейки.
Подготовительный этап: кровеносный сосуд на концах фиксируется к движущейся платформе с помощью двух зажимов «Москит». Данная конструкция помещена в отдельный корпус для создания эффекта работы в ране. Кабель USB подключается в сеть через сетевой адаптер и потенциометром устанавливается ЧСС 60 уд/мин.
Основной этап: скальпелем №11 вскрываем просвет движущегося кровеносного сосуда, угловыми ножницами выполняем артериотомию. Конец другого фрагмента кровеносного сосуда подготавливаем для сшивания. Накладываем анастомоз по типу «конец в бок», в соответствие правилам выполнения сосудистых анастомозов. Выполняем проверку герметичности анастомоза гидропробой. Анастомоз выполнен герметично.
Пример 2.
Инструменты: микрососудистый иглодержатель, микрососудистый пинцет, ножницы угловые, ножницы сосудистые, скальпель №11, пара сосудистых зажимов типа «Москит», шовный материал 7-0 или 8-0, муляж кровеносного сосуда (искусственный материал), заявляемый тренажер, хирургические лупы-очки, шприц, игла Дебейки.
Подготовительный этап: муляж кровеносного сосуда на концах фиксируется к движущейся платформе с помощью двух зажимов «Москит». Данная конструкция помещена в отдельный корпус для создания эффекта работы в ране. Кабель USB подключается к портативному зарядному устройству, потенциометром устанавливается ЧСС 100 уд/мин.
Основной этап: скальпелем №11 вскрываем просвет движущегося муляжа кровеносного сосуда, угловыми ножницами выполняем артериотомию. Конец другого муляжа кровеносного сосуда подготавливаем для сшивания. Накладываем анастомоз по типу «конец в бок», в соответствие правилам выполнения сосудистых анастомозов. Выполняем проверку герметичности анастомоза гидропробой. Обнаружено наличие участков протекания. Накладываются дополнительные Z-образные швы.
Тренажер для обучения технике коронарного шунтирования на работающем сердце использовался в учебном процессе при подготовке интернов и ординаторов сердечно-сосудистого профиля, а также для повышения уровня мануальных навыков у молодых сердечно-сосудистых хирургов.
Всем участникам предоставлялись видео инструкции по проведению отрабатываемой на тренажере операции, затем проводились тренировочные «операции». Все «операции» не только оценивались визуально или гидропробой, но и записывались с помощью видеокамер для возможности отслеживания ошибок.
По результатам исследования все обучаемые продемонстрировали улучшение качества отрабатываемых манипуляций, что выражалось в уменьшении затрачиваемого времени на выполнение оперативного приема и улучшении качества формируемых анастомозов.
Таким образом, заявляемый тренажер расширяет функциональные возможности, необходимые обучающимся для получения и закрепления хирургических навыков за счет обеспечения наиболее реальных условий этапа пришивания дистальных анастомозов при операции аортокоронарного шунтирования на работающем сердце.