Введение 5
1 ЛАПАРОСКОПИЧЕСКИЕ ТРЕНАЖЁРЫ 9
1.1 Обзор зарубежных работ по описанию медицинских тренажеров 10
1.2 Современное состояние медицинских тренажеров на российском
и зарубежном рынке 19
2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЛАПАРОСКОПИЧЕСКОГО
ТРЕНАЖЕРА И ПОДБОР ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ 25
2.1 SD-моделирование корпуса тренажера 27
2.2 Технология изготовления корпуса тренажера 35
2.3 Экструзия с раздувом 39
2.4 Вакуумная формовка 44
2.5 Литье пластмассы под давлением 51
3 ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ СМОДЕЛИРОВАННОГО ТРЕНАЖЕРА 60
3.1 Модель лапароскопического тренажера 60
3.2 Электронные компоненты для тренажера 62
Заключение 64
Список использованных источников
Лапароскопия - это малотравматичная операция, которую проводят для диагностирования или лечения многих заболеваний. Для проведения данной процедуры используют специальные инструменты, с помощью которых через маленькие отверстия проникают в брюшину, руками и глазами хирурга выступает лапароскоп, который вводят в полость через эти отверстия [1].
Главными частями лапароскопа являются: телескопическая трубка; набор линз; видеокамера; оптический кабель с подсветкой (в ее качестве выступает миниатюрная галогеновая или ксеноновая лампочка). Трубка служит своеобразным первопроходцем, который осторожно вводят в брюшную полость. Через нее хирург смотрит, что делается во внутреннем царстве живота, через еще одно отверстие вводит хирургический инструментарий, с помощью которого выполняет в брюшной полости ряд хирургических манипуляций. На том конце трубки лапароскопа, которая вводится в брюшную полость, крепится маленькая видеокамера. С ее помощью изображение брюшной полости изнутри передается на экран.
При лапароскопии алгоритм манипуляций существенно упрощается. Не нужно выполнять сложный, как при открытом методе операции, доступ в брюшную полость (при традиционном хирургическом вмешательстве он часто затягивается по времени из-за необходимости останавливать кровотечение из поврежденных сосудов, из-за наличия рубцов, спаек и так далее). Также не нужно тратить время на послойное зашивание послеоперационной раны [2].
Схема лапароскопии следующая:
• обработка операционного поля;
• прокалывание передней брюшной стенки троакаром;
• введение в брюшную полость лапароскопа;
• нагнетание в полость живота сухих газов, благодаря чему передняя брюшная станка поднимается над внутренними органами, обзор их становится лучше;
• осмотр органов брюшной полости; введение в полость манипулятора (инструментария);
• выполнение нужных манипуляций;
• извлечение лапароскопа и инструментария;
• зашивание отверстий;
• наложение асептической повязки.
Так как, в отличие от открытого метода хирургического вмешательства, для осмотра и манипуляций в животе не нужно делать большие разрезы, «плюсы» лапароскопии - существенные (рисунок 1):
• снижение травматизации передней брюшной стенки (при обычной операции разрез может достигать 25-30 сантиметров в длину, а в некоторых случаях и больше);
• снижение травматизации органов брюшной полости (трубка лапароскопа, имея небольшой диаметр, может аккуратно «заглянуть» в самые удаленные уголки и «карманы» — чего не наблюдается при открытом методе, когда ради лучшей визуализации орган приходится теребить, крутить в руках и смещать);
• улучшенная визуализация (в отличие от человеческого глаза, который способен разве что менять фокус, лапарокопическая система может увеличивать изображение до 40 раз);
• благодаря уменьшению травматизации - сокращение сроков пребывания пациентов в стационаре (в среднем до 1 недели, тогда как при открытом методе длительность пребывания в клинике может растянуться до нескольких недель);
• почти идеальный косметический эффект - после лапароскопии остаются небольшие (максимум до 1,5 сантиметра) рубчики, тогда как после обычной операции могут оставаться неэстетические толстые рубцы, не говоря о том, что иногда послеоперационная рана заживает дольше обычного [3].
Лапароскопический метод сделал революционный переворот в хирургии брюшной полости. Тем не менее, он не идеален на 100% и имеет ряд недостатков.
Основные недостатки лапароскопии, следующие:
• из-за наблюдения через оптику восприятие глубины искажается, и нужен существенный опыт, чтобы мозг хирурга правильно вычислил истинную глубину внедрения лапароскопа;
• трубка лапароскопа не обладает такой гибкостью, как пальцы хирурга, лапароскоп в определенной мере неповоротлив, а это ограничивает диапазон манипуляций;
• из-за отсутствия тактильного ощущения невозможно вычислить силу давления аппарата на ткани (например, захват тканей зажимом);
• невозможно определить некоторые характеристики внутренних органов - к примеру, консистенцию и плотность тканей при опухолевом заболевании, которые можно оценить только при ощупывании пальцами;
• наблюдается точечность картины - в какой-то конкретный момент хирург видит в лапароскопе только конкретный участок пространства брюшной полости и не может визуализировать ее в целом, как при открытом методе.
Целью работы является моделирование и разработка медицинского тренажера для освоения мануальных навыков при проведении лапароскопических операций, себестоимость производства которого будет дешевле зарубежных аналогов. Задачи, которые были поставлены:
• изучение зарубежных аналогов лапароскопических тренажеров, проведение литературного обзора современных работ по данной теме;
• подбор технологии изготовления корпуса медицинского тренажера;
• моделирование тренажера и подбор электронных компонентов к нему.
При проведении лапароскопических операций врач-хирург должен обладать навыками, которые не связаны с проведением “открытых” операций. Такие навыки возможно получить, применяя современные методики обучения. На данный момент в России лапароскопические операции только начинает развиваться, а обучение студентов и переподготовка врачей проводиться на устаревшем оборудовании.
В данной работе проведён не только анализ существующих медицинских тренажеров, но и методик обучения курсантов-медиков. Выявленные недостатки возможно устранить путем разработки медицинского тренажера для освоения мануальных навыков при проведении лапароскопических операций.
Медицинский тренажер разработан в программе трехмерного моделирования «КОМПАС 3D» с заданными свойствами материала.
Проведенный анализ технологий изготовления пластиковых изделий, позволил подобрать наиболее выгодную технологию изготовления медицинского тренажера - вакуумное формование.
Вакуумная формовка в отличие от других технологий имеет ряд преимуществ:
1) Дешевая себестоимость изготовления;
2) Простота конструкции вакуумной машины;
3) Быстрое изготовление продукции.
Результатом проведенной работы является медицинский тренажер, который имеет обширный функционал для подготовки медиков, а стоимость данного изделия в разы меньше зарубежных аналогов.
