RU2815790C2

RU2815790C2 - Simulator for mastering technique of laparotomy and surgical operations on intestines and stomach of animals

Info

Publication number: RU2815790C2
Application number: RU2023101081A
Authority: RU
Inventors: Олег Борисович Сеин; Дмитрий Олегович Сеин
Filing date: 2022-01-25
Publication date: 2024-03-21

Abstract

FIELD: veterinary science.

SUBSTANCE: invention relates to teaching aids in veterinary science. Simulator for mastering the technique of laparotomy and surgical operations on the intestines and stomach of animals includes a platform for fixation of fragments of natural internal organs of an animal, including a fragment of intestine filled with a simulator of intestinal contents. As fragments of natural internal organs of an animal, fragments of intestine, stomach or rumen are used, pre-filled with moistened sawdust, fixed with stapler staples and covered from above with a simulator of an abdominal wall, consisting of layers of natural leather and layers made of simulating material of subcutaneous fat, muscle layer and peritoneum. Between the layers of the abdominal wall simulator there are blood vessels simulating teflon catheters connected to an infusion system with a fluid simulating blood. Platform with fragments of natural internal organs of animal is placed in metal frame and fixed with fastening bolts.

EFFECT: providing simulation of clinical conditions close to real ones.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ветеринарной медицине, в частности к хирургии и может быть использовано в качестве тренажера для освоения хирургических навыков студентами ветеринарных вузов и факультетов.The invention relates to veterinary medicine, in particular to surgery, and can be used as a simulator for mastering surgical skills by students of veterinary universities and faculties.

В настоящее время в учебном процессе при изучении курса ветеринарной хирургии широко используется видеотехника, виртуальные устройства, в которых компьютерная программа моделирует операции при разных клинических ситуациях. Комбинация этих видов обучения помогает студентам освоить современные технологии и улучшить хирургические навыки. В то же время никакая компьютерная программа не может заменить реальную хирургическую операцию, не создаст «ощущения сопротивления тканей» организма, которые хирург испытывает при выполнении реальной операции. Поэтому повышение реалистичности мануальных ощущений при обучении выполнению хирургических операций - это важная задача для создания тренажерной техники.Currently, in the educational process when studying a course in veterinary surgery, video technology and virtual devices are widely used, in which a computer program simulates operations in various clinical situations. The combination of these types of training helps students master modern technology and improve surgical skills. At the same time, no computer program can replace a real surgical operation or create a “sensation of tissue resistance” of the body that the surgeon experiences when performing a real operation. Therefore, increasing the realism of manual sensations when learning to perform surgical operations is an important task for creating training equipment.

В настоящее время известен хирургический тренажер, относящийся к медицине и ветеринарии, который предназначен для обучения и совершенствования хирургических навыков. Данный тренажер включает опорную рамку, состоящую из продольных и поперечных стержней и приспособления в виде фиксатора органа или тканей в сочетании с жестким держателем с зажимом на одном конце (Патент РФ №2485597, авт. Новохатский И.О. и др., 2013 г.). Недостатком данного тренажера является сложность конструкции, отсутствие имитации брюшной стенки, включающей все слои, что ограничивает этап имитации доступа к внутренним органам в ходе хирургической операции.Currently, a surgical simulator related to medicine and veterinary medicine is known, which is intended for training and improving surgical skills. This simulator includes a support frame consisting of longitudinal and transverse rods and a device in the form of an organ or tissue clamp in combination with a rigid holder with a clamp at one end (RF Patent No. 2485597, author Novokhatsky I.O. et al., 2013 ). The disadvantage of this simulator is the complexity of the design, the lack of imitation of the abdominal wall, which includes all layers, which limits the stage of simulating access to internal organs during a surgical operation.

Известен тренажер хирургический операционный, который выполнен в виде единого программно-аппаратного комплекса, содержащего модуль управления, включающего систему визуализации и блок сопряжения, подключенных к ЭВМ, модуль эндохирургии, модуль имитатора пациента и модуль анестезии (Патент РФ №254640 авт. Валеев Л.Н. и др., 2015 г.). Недостатком данного тренажера является сложность конструкции, использование в качестве кишечника имитационного материала, а также предназначение его только в медицинской практике.A surgical operating simulator is known, which is made in the form of a single hardware and software complex containing a control module, including a visualization system and an interface unit connected to a computer, an endosurgery module, a patient simulator module and an anesthesia module (RF Patent No. 254640 by L.N. Valeev . et al., 2015). The disadvantage of this simulator is the complexity of the design, the use of imitation material as an intestine, and its intended use only in medical practice.

Известен тренажер для освоения техники базовых хирургических навыков, содержащий опорную платформу с закрепленным на ней силиконом в виде слоев, которые имитируют кожный покров, подкожную клетчатку и мышечные волокна, а также мышечный слой с сухожилиями и нервными волокнами (патент РФ №169921, авт. Тигай Ж.Г. и др., 2017 г.). Недостатком указанного тренажера является малая функциональность, а также небольшая достоверность имитации тканей человека или животного.There is a known simulator for mastering the technique of basic surgical skills, containing a support platform with silicone fixed on it in the form of layers that imitate the skin, subcutaneous tissue and muscle fibers, as well as the muscle layer with tendons and nerve fibers (RF patent No. 169921, author Tigai J.G. et al., 2017). The disadvantage of this simulator is its low functionality, as well as the low reliability of imitation of human or animal tissue.

Известны лапароскопические тренажеры, которые поставляются Российскими и зарубежными фирмами (НТЦ «Решение», АО «Валта Пет Продактс», ГЭОТАР-мед, ООО ПО «Зарница», SurvMed, «Медтехника» СПб, ЮРТЭКС, ОТ Production KZ и др.). Однако данные тренажеры изготовлены из имитационного материала, который по своей структуре зачастую далек от натуральных тканей и органов, что делает нецелесообразным использование указанных тренажеров в учебном процессе. При этом тренажеры, поставляемые указанными фирмами, имеют высокую стоимость, что также ограничивает их использование.There are well-known laparoscopic simulators that are supplied by Russian and foreign companies (STC “Reshenie”, JSC “Valta Pet Products”, GEOTAR-med, LLC PA “Zarnitsa”, SurvMed, “Medtechnika” St. Petersburg, YURTEX, OT Production KZ, etc.). However, these simulators are made of imitation material, which in its structure is often far from natural tissues and organs, which makes the use of these simulators inappropriate in the educational process. At the same time, the simulators supplied by these companies are expensive, which also limits their use.

Наиболее близким по техническим характеристикам к предлагаемому изобретению и взятым за прототип является тренажер хирургический (Патент РФ №161189, авт. Калинин Р.Е. и др., 2016 г.), который имеет платформу с устройствами для фиксации кишки, помещенной в имитатор туловища пациента. При этом на платформе размещены три отсека: один с кососмещенным дном для имитатора кишки, второй - с устройством для формирования петли имитатора кишки и емкость для сбора кишечного содержимого, выполненная из эластичного материала и фиксированная к стенкам отсека и третий - с устройством для перемотки имитатора кишки, просвет которой заполнен имитатором кишечного содержимого, и имеет четыре слоя, которые имитируют оболочки кишечной стенки, причем наружный слой переходит с кишки и образует дубликатуру, имитирующую брыжейку.The closest in technical characteristics to the proposed invention and taken as a prototype is a surgical simulator (RF Patent No. 161189, author Kalinin R.E. et al., 2016), which has a platform with devices for fixing the intestine placed in a torso simulator patient. At the same time, there are three compartments on the platform: one with an oblique bottom for the intestinal simulator, the second - with a device for forming a loop of the intestinal simulator and a container for collecting intestinal contents, made of elastic material and fixed to the walls of the compartment, and the third - with a device for rewinding the intestinal simulator , the lumen of which is filled with a simulator of intestinal contents, and has four layers that imitate the membranes of the intestinal wall, with the outer layer passing from the intestine and forming a duplicate that imitates the mesentery.

Недостатком тренажера, взятого за прототип, является сложность его конструкции. При этом материал, имитирующий органы, не соответствует их естественному состоянию. Тренажер-прототип не предусматривает имитацию кровотечения, которое всегда присутствует при оперативных вмешательствах и требует умения проведения его остановки.The disadvantage of the simulator taken as a prototype is the complexity of its design. At the same time, the material simulating organs does not correspond to their natural state. The prototype simulator does not provide for the simulation of bleeding, which is always present during surgical interventions and requires the ability to stop it.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание тренажера, имитирующего клинические условия, приближенные к реальным, и расширяющего арсенал доступных устройств для обучения технике проведения лапаротомии и хирургических операций на кишечнике и желудке (рубце) животных.The technical objective of the proposed invention is to create a simulator that simulates clinical conditions close to real ones and expands the arsenal of available devices for teaching the technique of laparotomy and surgical operations on the intestines and stomach (rumen) of animals.

Решение технической задачи достигается путем использования в заявляемом тренажере натуральных внутренних органов (кишечник, желудок, рубец), полученных во время убоя животных. При этом органы освобождаются от внутреннего содержимого и заполняются увлаженными опилками. Фрагменты внутренних органов закрепляются на специальной основе тренажера и покрываются сверху «брюшной стенкой», состоящей из натуральной кожи животного и подкожных слоев из материала различной структуры, имитирующего подкожный слой, мышечный слой и брюшину.The solution to the technical problem is achieved by using natural internal organs (intestines, stomach, rumen) obtained during the slaughter of animals in the inventive simulator. In this case, the organs are freed from internal contents and filled with moistened sawdust. Fragments of internal organs are fixed on a special base of the simulator and covered on top with an “abdominal wall”, consisting of natural animal skin and subcutaneous layers of material of various structures that imitate the subcutaneous layer, muscle layer and peritoneum.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фигурами, на которых изображено: фиг. 1 - общий вид тренажера (фото) для освоения техники резекции кишечника; фиг. 2 - общий вид тренажера (фото) для освоения техники фистулирования желудка; фиг. 3 - схема тренажера общий вид (а) и вид сбоку (б) при проведении резекции кишечника; фиг. 4 - схема тренажера общий вид (а) и вид сбоку (б) при фистулировании желудка.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the figures, which depict: FIG. 1 - general view of the simulator (photo) for mastering the technique of intestinal resection; fig. 2 - general view of the simulator (photo) for mastering the technique of gastric fistulation; fig. 3 - diagram of the simulator, general view (a) and side view (b) during intestinal resection; fig. 4 - general view of the simulator (a) and side view (b) for gastric fistulation.

Отличительной особенностью предлагаемой конструкции тренажера является наличие платформы, выполненной из фанеры (деревоплиты), которая вставляется в каркас 2 из металлического уголка и закрепляется крепежными болтами 3.A distinctive feature of the proposed design of the simulator is the presence of a platform made of plywood (wood board), which is inserted into the frame 2 from a metal angle and secured with mounting bolts 3.

На поверхности платформы располагаются фрагменты 4 кишечника или желудка (рубца), которые предварительно освобождаются от содержимого и заполняются имитационным материалом (увлажненными опилками). Фрагменты кишечника (фиг. 3) или желудка (фиг. 4) фиксируются на основе устройства с использованием скоб степлера 5.On the surface of the platform there are fragments 4 of the intestines or stomach (rumen), which are first cleared of their contents and filled with imitation material (moistened sawdust). Fragments of the intestine (Fig. 3) or stomach (Fig. 4) are fixed on the base of the device using stapler staples 5.

Сверху зафиксированные органы покрываются «брюшной стенкой» 6, состоящей из натуральной кожи, слоя подкожной клетчатки, мышечного слоя, брюшины, которые выполнены из имитационного материала (поролона, тепофола НЭП, целлофана). Между мышечным слоем и брюшиной располагают тефлоновые катетеры 7, соединенные с инфузионной системой с жидкостью красного цвета 8, имитирующей кровь. Поступление «крови» во время лапаротомии регулируется роликовым зажимом 9.From above, the fixed organs are covered with an “abdominal wall” 6, consisting of natural skin, a layer of subcutaneous tissue, a muscle layer, and peritoneum, which are made of imitation material (foam rubber, Tepofol NEP, cellophane). Teflon catheters 7 are placed between the muscle layer and the peritoneum, connected to an infusion system with a red liquid 8 simulating blood. The flow of “blood” during laparotomy is regulated by a roller clamp 9.

Заполнение фрагментов кишечника или желудка (рубца) увлажненными опилками, расположение над ними кожи и подкожных слоев, а также имитация «операционного кровотечения», приближает ход операции к естественным условиям.Filling fragments of the intestine or stomach (rumen) with moistened sawdust, placing the skin and subcutaneous layers above them, as well as simulating “surgical bleeding” brings the operation closer to natural conditions.

Пример использования тренажера заявляемой конструкции. Перед использованием тренажера в условиях мясокомбината или боенских площадок получают фрагменты кишечника или желудка (рубца) и кожи животных. Освобождают участки кишечника или желудка (рубца) от содержимого, тщательно промывают в проточной воде и обрабатывают раствором риванола с целью обеззараживания. Вырезают участок кишечника или желудка (рубца) с учетом площади платформы тренажера и заполняют его увлаженными опилками с целью имитации химуса. Затем располагают участок органа на платформе 1 тренажера и закрепляют его по периметру скобами степлера 5. Сверху фрагмента органа располагают последовательно материал, имитирующий брюшную стенку 6. При этом кожу и подкожные слои закрепляют болтами 3, которые вставляют в соответствующие отверстия в металлическом каркасе 2, коже, подкожных слоях и в платформе тренажера.An example of using a simulator of the claimed design. Before using the simulator in a meat processing plant or slaughterhouse, fragments of the intestines or stomach (rumen) and animal skin are obtained. Sections of the intestines or stomach (rumen) are freed from contents, thoroughly washed in running water and treated with a solution of rivanol for the purpose of disinfection. A section of the intestine or stomach (rumen) is cut out taking into account the area of the simulator platform and filled with moistened sawdust to simulate chyme. Then a section of the organ is placed on the platform 1 of the simulator and secured around the perimeter with staplers 5. A material simulating the abdominal wall 6 is placed sequentially on top of the organ fragment. In this case, the skin and subcutaneous layers are secured with bolts 3, which are inserted into the corresponding holes in the metal frame 2, the skin , subcutaneous layers and in the simulator platform.

После монтажа тренажера приступают к выполнению хирургической операции с соблюдением всех правил хирургического вмешательства. Удаляют волосяной покров путем выстригания и выбривания, проводят механическую очистку, обезжиривание и обеззараживание поверхности с последующим дублением. Затем приступают к местному обезболиванию. При этом обучающийся использует (по заданию преподавателя) любой способ инфильтрационной анестезии: линейную, циркулярную, поперечного разреза.After installing the simulator, the surgical operation begins in compliance with all the rules of surgical intervention. The hair is removed by cutting and shaving, mechanical cleaning, degreasing and disinfection of the surface are carried out, followed by tanning. Then they begin local anesthesia. In this case, the student uses (as instructed by the teacher) any method of infiltration anesthesia: linear, circular, transverse incision.

После этого обучающийся рассекает ткани, формируя разрез и его направление. Одновременно в рану подается «кровь» с использованием инфузионной системы 8. Это имитирует кровотечение, с которым обучающийся должен «бороться» путем тампонады и наложения лигатуры на «поврежденные» сосуды (в нашем случае на капиллярную тефлоновую трубку). После остановки кровотечения обучающийся приступает к операции на кишечнике. Например, проводит резекцию кишки, сшивает участки кишки с использованием шовного материала (фиг. 3). Аналогичным образом проводится операция на желудке или рубце. Тренажер можно использовать для обработки методики фистулирования животных, когда в органах фиксируется фистула (фиг. 4).After this, the student dissects the tissue, forming the incision and its direction. At the same time, “blood” is supplied to the wound using an infusion system 8. This simulates bleeding, which the student must “fight” by tamponade and applying a ligature to the “damaged” vessels (in our case, to a capillary Teflon tube). After the bleeding has stopped, the student begins surgery on the intestines. For example, he performs intestinal resection and stitches sections of the intestine using suture material (Fig. 3). Surgery on the stomach or scar is performed in a similar way. The simulator can be used to process the technique of fistulating animals, when a fistula is fixed in the organs (Fig. 4).

Заканчивается хирургическая операция послойным наложением швов на структуры брюшной стенки, обработкой раневой поверхности и фиксацией повязки.The surgical operation ends with layer-by-layer sutures on the structures of the abdominal wall, treatment of the wound surface and fixation of the bandage.

Предлагаемая конструкция тренажера используется в учебном процессе для демонстрации практических навыков по оперативной хирургии, для освоения хирургической техники при самостоятельной работе студентов и аспирантов.The proposed design of the simulator is used in the educational process to demonstrate practical skills in operative surgery, to master surgical techniques during independent work of students and graduate students.

Claims

A simulator for mastering the technique of laparotomy and surgical operations on the intestines and stomach of animals, including a platform for fixing fragments of natural internal organs of an animal, including an intestinal fragment filled with a simulator of intestinal contents, characterized in that fragments of intestines, stomach or scar, pre-filled with moistened sawdust, fixed with staplers and covered on top with an abdominal wall simulator, consisting of layers of natural leather and layers made of imitation material simulating subcutaneous tissue, muscle layer and peritoneum, and between the layers of the abdominal wall simulator there are Teflon catheters simulating blood vessels vessels and connected to an infusion system with a liquid simulating blood, and the platform with fragments of natural internal organs of the animal is placed in a metal frame and fixed with fastening bolts.