RU2739291C1

RU2739291C1 - Microsurgical simulator

Info

Publication number: RU2739291C1
Application number: RU2020116774A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Титов
Original assignee: Олег Юрьевич Титов
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2020-12-22

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, namely to microsurgical simulators. Microsurgical simulator comprises a body with a written surface inside. Housing comprises a base including a writing surface, and a removable canopy comprising at least one opening. Written surface has the shape of a helicoid or cone and is configured to fix a congruent pattern from material for drawing figures by means of a written instrument through at least one hole in the body.

EFFECT: technical result consists in providing training of microsurgical skills of operation in deep and narrow operation field.

5 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Изобретение относится к медицине, а именно к микрохирургическим тренажерам, и может быть использовано для оценки и развития психомоторных навыков, необходимых для работы в глубоком и узком операционном поле, в таких областях, как нейрохирургия, оториноларингология, хирургия головы и шеи и т.д.The invention relates to medicine, namely to microsurgical simulators, and can be used to assess and develop psychomotor skills necessary to work in a deep and narrow surgical field, in such areas as neurosurgery, otorhinolaryngology, head and neck surgery, etc.

Уровень техникиState of the art

Микрохирургия представляет собой особую технику оперативного лечения, включающую сложные психомоторные навыки, основанные на мелкой моторике кистевых мышц. В этом заключается ее сходство с актами письма и рисования, в адаптации которых для нужд микрохирургии и состоит цель данного изобретения.Microsurgery is a special surgical technique that includes complex psychomotor skills based on fine motor skills of the hand muscles. This is its similarity with the acts of writing and drawing, the adaptation of which for the needs of microsurgery is the purpose of this invention.

В области изучения мелкой моторики известен тренажер под названием спиральный лабиринт Гибсона, который представляет собой бумажный лист с нанесенной на него сигнальной разметкой, включающей спираль Архимеда и маленькие кружки, сужающие ее просвет. Задача испытуемого в том, чтобы как можно быстрее провести спиральную линию при помощи письменного инструмента от начала до конца спирали, не касаясь ни ее границ, ни границ кружков. За их касания начисляются штрафные баллы [1].In the field of studying fine motor skills, a simulator called the Gibson spiral maze is known, which is a paper sheet with a signal marking applied to it, including an Archimedes spiral and small circles that narrow its lumen. The subject's task is to draw a spiral line as quickly as possible with a writing instrument from the beginning to the end of the spiral, without touching either its borders or the borders of the circles. Penalty points are awarded for their touch [1].

Известен похожий тренажер «Зигзаг», отличающийся устройством сигнальной разметки: она включает зигзагообразно извивающуюся кривую полосу и маленькие кружки, выступающие в качестве условных препятствий. Суть упражнения та же - как можно быстрее провести линию от начала до конца паттерна, не касаясь его границ и границ кружков [2].A similar simulator "Zigzag" is known, characterized by a signal marking device: it includes a zigzag curving strip and small circles acting as conditional obstacles. The essence of the exercise is the same - draw a line from the beginning to the end of the pattern as quickly as possible, without touching its borders and the borders of the circles [2].

Оба описанных устройства позволяют легко и быстро оценить зрительно-моторную координацию испытуемого. Однако у них есть несколько существенных недостатков.Both the described devices make it possible to easily and quickly assess the subject's hand-eye coordination. However, they have several significant disadvantages.

Бумажный лист - это поверхностное и широкое двухмерное пространство, которое практически не ограничивает манипуляции оператора. При проведении черты письменным инструментом у испытуемого нет нужды менять положение кисти или рабочую руку.The paper sheet is a shallow and wide two-dimensional space that practically does not restrict the operator's manipulation. When drawing a line with a writing instrument, the subject does not need to change the position of the hand or the working hand.

Для контраста, в микрохирургии вообще и микронейрохирургии, в частности, требуется умение работать длинными изогнутыми инструментами в трехмерном, ограниченном пространстве глубокого и узкого операционного поля, в зависимости от устройства которого хирург вынужден использовать обе руки и часто менять их положение [3].For contrast, microsurgery in general and microneurosurgery, in particular, requires the ability to work with long curved instruments in a three-dimensional, limited space of a deep and narrow operating field, depending on the device of which the surgeon is forced to use both hands and often change their position [3].

Таким образом, общая проблема вышеуказанных тренажеров заключается в их низкой реалистичности, которая основана на несоответствии нюансам строения глубокого и узкого операционного поля.Thus, the general problem of the above simulators is their low realism, which is based on the discrepancy between the nuances of the structure of the deep and narrow surgical field.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в создании реалистичного тренажера, который позволяет тренировать микрохирургическую технику на основе актов письма и рисования, а также учитывает особенности работы в глубоком и узком операционном поле.The technical result of the proposed invention is to create a realistic simulator that allows you to train microsurgical techniques based on the acts of writing and drawing, and also takes into account the peculiarities of working in a deep and narrow operating field.

Для достижения указанного технического результата разработан тренажер, содержащий корпус с по меньшей мере одним отверстием и находящуюся внутри корпуса письменную поверхность, отличающийся тем, что корпус содержит основание, включающее письменную поверхность, и съемный купол, включающий по меньшей мере одно отверстие, при этом письменная поверхность имеет форму геликоида или конуса и выполнена с возможностью фиксации к ней конгруэнтной выкройки из материала для нанесения фигур при помощи письменного инструмента сквозь по меньшей мере одно отверстие в корпусе.To achieve the specified technical result, a simulator has been developed containing a body with at least one hole and a writing surface located inside the body, characterized in that the body contains a base including a writing surface and a removable dome including at least one hole, while the writing surface has the shape of a helicoid or a cone and is configured to fix to it a congruent pattern made of material for drawing figures using a writing instrument through at least one hole in the body.

Корпус может включать источник света, выполненный с возможностью освещения письменной поверхности.The body may include a light source configured to illuminate the writing surface.

Корпус может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала.The body can be made of transparent or translucent material.

Письменная поверхность или фиксируемый к ней материал для письма может содержать сигнальную разметку.The writing surface or the writing material fixed to it may contain signal markings.

Рельеф письменной поверхности может содержит ровные, а также выпуклые и/или вогнутые элементы.The relief of the writing surface can contain flat as well as convex and / or concave elements.

Помещение письменной поверхности внутрь корпуса и выполнение в нем отверстия позволяет ограничить операционное поле, сделав его узким и глубоким.Placing the writing surface inside the body and making a hole in it allows you to limit the operating field, making it narrow and deep.

Выполнение письменной поверхности в виде трехмерной фигуры, например геликоида или конуса, вынуждает оператора менять положение кисти по ходу упражнения, а также менять рабочую руку, либо использовать два письменных инструмента одновременно, что имитирует бимануальную технику.Making a writing surface in the form of a three-dimensional figure, for example, a helicoid or a cone, forces the operator to change the position of the hand during the exercise, as well as change the working hand, or use two writing instruments at the same time, which imitates the bimanual technique.

В совокупности это повышает сложность и реалистичность симуляции, позволяя испытуемому адаптироваться к особенностям глубокого и узкого операционного поля.Together, this increases the complexity and realism of the simulation, allowing the subject to adapt to the peculiarities of the deep and narrow surgical field.

Описание чертежейDescription of drawings

На фиг. 1 - 6 представлен частный случай исполнения предлагаемого тренажера.FIG. 1 - 6 shows a particular case of the proposed simulator.

На фиг. 1 изображено основание корпуса.FIG. 1 shows the base of the case.

На фиг. 2 изображен купол корпуса.FIG. 2 shows the dome of the case.

На фиг. 3 изображен собранный корпус, вид сверху.FIG. 3 shows the assembled body, top view.

На фиг. 4 изображен собранный корпус, вид сверху и сбоку.FIG. 4 shows the assembled body, top and side views.

На фиг. 5 изображена бумажная выкройка с сигнальной разметкой.FIG. 5 shows a paper pattern with signal markings.

На фиг. 6 показан полностью собранный тренажер.FIG. 6 shows a fully assembled simulator.

На фиг. 1-6 цифрами и буквами обозначены:FIG. 1-6 numbers and letters indicate:

1 - Основание1 - Base

2 - Письменная поверхность2 - Writing surface

3 - Купол3 - Dome

4 - Отверстие4 - Hole

5 - Бумажная выкройка.5 - Paper pattern.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

В частном случае корпус предлагаемого микрохирургического тренажера содержит цилиндрическое основание (1), включающее письменную поверхность (2) и съемный полусферический купол (3), выполненный с возможностью фиксации к основанию при помощи резьбы. Письменная поверхность имеет форму геликоида или конуса и выполнена с возможностью фиксации конгруэнтной ей бумажной выкройки (5). В центре купола содержится круглое отверстие (4). На бумажную выкройку нанесена сигнальная разметка - в частном случае, россыпь цветных черточек и кружки с буквами S и F (старт и финиш).In a particular case, the body of the proposed microsurgical simulator contains a cylindrical base (1), including a writing surface (2) and a removable hemispherical dome (3), made with the possibility of fixing to the base using a thread. The writing surface has the shape of a helicoid or a cone and is made with the possibility of fixing a paper pattern congruent to it (5). There is a circular hole in the center of the dome (4). Signal markings are applied to the paper pattern - in a particular case, a scattering of colored lines and circles with the letters S and F (start and finish).

Предлагаемый тренажер в указанном варианте используется следующим образом.The proposed simulator in this embodiment is used as follows.

Оператор распечатывает бумажную выкройку, вырезает ее и устанавливает на письменную поверхность основания, после чего закрывает его куполом. Этап вырезания может быть выполнен автоматически при помощи режущего плоттера, штанцформы и т.п.The operator prints out a paper pattern, cuts it out and places it on the writing surface of the base, and then closes it with a dome. The cutting step can be done automatically using a cutting plotter, dies, etc.

Задача оператора в том, чтобы провести линию от начала до конца спирали сквозь отверстие в куполе, не задевая черточки, под контролем увеличительного устройства. Для проведения линии лучше использовать ранее предложенный инструмент для микрохирургического тренинга, приспособленный для работы в глубоком и узком поле (патент RU 2705188 С2 от 08.07.2019). В качестве увеличительного устройства можно использовать налобную бинокулярную лупу с осветителем, хирургический микроскоп, эндоскоп или экзоскоп.The operator's task is to draw a line from the beginning to the end of the spiral through the hole in the dome, without touching the dash, under the control of a magnifying device. To draw the line, it is better to use the previously proposed instrument for microsurgical training, adapted to work in a deep and narrow field (patent RU 2705188 C2 dated 07/08/2019). As a magnifying device, you can use a forehead binocular loupe with an illuminator, a surgical microscope, an endoscope, or an exoscope.

Во время упражнения тренажер должен оставаться неподвижным. Оператору необходимо активно менять позу, подстраивая ее под внутренний рельеф устройства. В противном случае выполнить задание невозможно, т.к. детали корпуса ограничивают обзор области контакта пишущего узла с бумагой.The machine must remain stationary during exercise. The operator needs to actively change the pose, adjusting it to the internal relief of the device. Otherwise, it is impossible to complete the task, because body parts restrict the view of the area of contact of the nib with the paper.

После прохождения задания с тренажера снимают купол, удаляют выкройку и приступают к оценке результата. Для этого можно использовать подсчет штрафных баллов (каждое пересечение линией черточек = 1 балл). Кроме того, возможно выполнение упражнения на время.After completing the task, the dome is removed from the simulator, the pattern is removed and the result is evaluated. To do this, you can use the calculation of penalty points (each intersection of the line of dashes = 1 point). It is also possible to do the exercise for a while.

За счет изменения диаметра и формы отверстия, глубины корпуса, устройства сигнальной разметки и правил подсчета баллов возможно большое количество модификаций описанного упражнения. Также его разнообразие может быть достигнуто за счет использования альтернативных техник удерживания и передвижения письменного инструмента, работы двумя инструментами (бимануальная техника), применения инструментов с разной длиной рабочей части и т.п.By changing the diameter and shape of the hole, the depth of the body, the signal marking device and the rules for scoring, a large number of modifications of the described exercise are possible. Also, its diversity can be achieved through the use of alternative techniques for holding and moving a writing instrument, working with two instruments (bimanual technique), using instruments with different lengths of the working part, etc.

Список использованной литературыList of used literature

1. Gibson НВ. The spiral maze: A psychomotor test with implications for the study of delinquency. Br J Psychol. 1964 May; 55:219-25.1. Gibson HB. The spiral maze: A psychomotor test with implications for the study of delinquency. Br J Psychol. 1964 May; 55: 219-25.

2. Tiplady B, Barton C, Dudman A, Drummond G, Wright P. Zig-zag tracking: A test of psychomotor speed and accuracy designed for repeated administration. J Psychopharmacol. 2004 Jan; 18(Suppl):A48.2. Tiplady B, Barton C, Dudman A, Drummond G, Wright P. Zig-zag tracking: A test of psychomotor speed and accuracy designed for repeated administration. J Psychopharmacol. 2004 Jan; 18 (Suppl): A48.

3. Rhoton AL Jr. General principles of microsurgery. In: Sekhar LN, Fessler RG, eds. Atlas of neurosurgical techniques: Brain. New York - Stuttgart -Delhi - Rio de Janeiro: Thieme; 2016:18-54.3. Rhoton AL Jr. General principles of microsurgery. In: Sekhar LN, Fessler RG, eds. Atlas of neurosurgical techniques: Brain. New York - Stuttgart -Delhi - Rio de Janeiro: Thieme; 2016: 18-54.

Claims

1. Микрохирургический тренажер, содержащий корпус с по меньшей мере одним отверстием и находящуюся внутри корпуса письменную поверхность, отличающийся тем, что корпус содержит основание, включающее письменную поверхность, и съемный купол, включающий по меньшей мере одно отверстие, при этом письменная поверхность имеет форму геликоида или конуса и выполнена с возможностью фиксации к ней конгруэнтной выкройки из материала для нанесения фигур при помощи письменного инструмента сквозь по меньшей мере одно отверстие в корпусе.1. Microsurgical simulator comprising a body with at least one hole and a writing surface located inside the body, characterized in that the body contains a base including a writing surface and a removable dome including at least one hole, while the writing surface has the shape of a helicoid or a cone and is made with the possibility of fixing to it a congruent pattern made of material for drawing figures using a writing instrument through at least one hole in the body.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что корпус включает источник света, выполненный с возможностью освещения письменной поверхности.2. The simulator of claim. 1, characterized in that the body includes a light source configured to illuminate the writing surface.

3. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала.3. The exercise machine according to claim 1, characterized in that the body is made of a transparent or translucent material.

4. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что рельеф письменной поверхности содержит ровные, выпуклые и/или вогнутые элементы.4. The simulator of claim. 1, characterized in that the relief of the writing surface contains flat, convex and / or concave elements.

5. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что материал для нанесения фигур при помощи письменного инструмента содержит сигнальную разметку.5. The simulator according to claim. 1, characterized in that the material for drawing figures using a writing instrument contains signal marking.