DE202004006035U1

DE202004006035U1 - Training system for catheter operations has a transparent flexible plastic model of a blood vessel system filled with fluid and with an integral tray

Info

Publication number: DE202004006035U1
Application number: DE200420006035
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2014-04-15

Abstract

A training system for catheter operations, e.g. for fitting stents and repairing ruptures, has a mock up of part of the blood vessel system, e.g. heart plus associated veins and arteries, made of flexible transparent plastic. The construction and choice of materials approximates as much as possible the actual body conditions and the training model is filled with pumped fluid and has an integral tray. The fluid is pumped to simulate circulation and can be pulsed. The transparent construction enables tutors to monitor progress while the trainee operates via a VDU.

Description

In der Medizin sind heutzutage Katheteroperationen an der Tagesordnung. Viele Operationen, die früher in aufwendigen chirurgischen Eingriffen erfolgten, können heute durch Operationsmethoden unter Verwendung von Kathetern durchgeführt werden. Durch die Verwendung der Kathetertechnik konnten aber nicht nur bisherige Operationsmethoden vereinfacht und verbessert werden, sondern es haben sich in vielen Bereichen neue Möglichkeiten ergeben. Vielfach werden Katheter bei Eingriffen im menschlichen Blutgefäßsystem (Arterien, Venen, Herzkranzgefäße und Herzkammern) verwendet. So können z.B. durch Herzkatheteroperationen Stents zur Arterienerweiterung in den Koronarien angebracht oder Rupturen der Gefäßwände abgedichtet werden.Nowadays, catheter operations are used in medicine on the agenda. Many operations that used to be elaborate surgical Interventions that can take place can be performed today through surgical methods using catheters. By using catheter technology, however, not only could previous surgical methods are simplified and improved, rather, new opportunities have arisen in many areas. frequently become catheters during interventions in the human blood vessel system (Arteries, veins, coronary arteries and ventricles) used. So can e.g. through cardiac catheter surgery stents for arterial dilation attached in the coronaries or ruptures of the vessel walls sealed.

Bisher können solche Arten von Operationen nicht ausreichend geübt werden. Zwar bietet der Markt eine Vielzahl an anatomischen Modellen und Übungsmitteln, jedoch bietet keines der bisher angebotenen Lehr- und Übungsmodelle die Möglichkeit unter realitätsnahen Bedingungen (d.h. ein Modell, das in Ausführung, Größe und Materialverhalten der menschlichen Anatomie entspricht) Katheteroperationen im menschlichen Gefäßsystem zu trainieren. Deshalb werden diese Art von Operationen bisher nur während des Einsatzes am Patienten erlernt. Dies birgt ein erhebliches Risiko, da fehlerhaft ausgeführte operative Eingriffe eine Gefährdung des Patienten darstellen können. Einen Fortschritt in der Ausbildung medizinischen Personals, und damit auch eine Verminderung des Risikos von Katheteroperationen für den Patienten, würde ein verbessertes medizinisches Modell darstellen. Die hier beschriebene Erfindung stellt ein neuartiges anatomisches Lehr- und Übungsmodell dar, an dem die oben erwähnten Eingriffe unter realen Bedingungen erlernt werden können.So far, such types of operations cannot sufficiently practiced become. The market does offer a variety of anatomical models and practice aids, however, none of the teaching and exercise models offered so far offer the possibility under realistic Conditions (i.e. a model that is in terms of design, size and material behavior of human Anatomy corresponds to) catheter operations in the human vascular system to train. This is why these types of operations have so far only been used while learned to use the patient. This poses a significant risk because incorrectly executed surgical interventions pose a risk can represent the patient. Progress in medical staff training, and thus a reduction in the risk of catheter operations for the Patient, would represent an improved medical model. The invention described here represents a new anatomical teaching and exercise model, on which the interventions mentioned above can be learned under real conditions.

Die im Folgenden beschriebene Erfindung betrifft ein anatomisches Lehr- und Übungsmodell für Medizinstudenten und medizinisches Personal, an dem unter realitätsnahen Bedingungen Katheteroperationen vorgeführt und erlernt werden können. Durch die erweiter- und anpaßbare Ausführung des Gefäßmodells lassen sich operative Eingriffe unterschiedlicher Art und Weise durchführen. Neben dem Einbringen und Führen von Kathetern und Führungsdrähten im Gefäßsystem (insbesondere im Bereich der Herzkranzgefäße) sind auch Operationstechniken wie z.B. das Setzen von Stents und das Abdichten von Rupturen möglich. Besonderheiten und Aufbau des Modells werden in den nächsten Abschnitten erklärt.The invention described below relates an anatomical teaching and exercise model for medical students and medical personnel who undergo catheter surgery under realistic conditions demonstrated and can be learned. By the expandable and customizable execution of the vessel model surgical interventions can be done in different ways carry out. In addition to the introduction and management of catheters and guidewires in the vascular system (especially in the area of the coronary arteries) are also surgical techniques such as. stent placement and sealing of ruptures possible. particularities and the structure of the model are explained in the next sections.

Die nachfolgende Beschreibung und die Abbildungen beziehen sich auf ein Beispiel aus der Kardiologie. Im Modell (siehe 1) sind daher das Herz (10) mit einer Anzahl ausgewählter Herzkranzgefäße (9), die Aorta (3) und die Beckenschlagadern (6) nachgebildet. Abzweigende Gefäße sind in Ansätzen ausgebildet (z.B. Arm-Kopf-Schlagaderstamm 1 und Halsschlagader 2). Obwohl in der folgenden Beschreibung auf ein Modell eingegangen wird, das zum Üben von Herzkatheteroperationen gedacht ist, lassen sich durch das beschriebene Prinzip, welches dem Übungsmodell zugrunde liegt, aus allen Bereichen des menschlichen Körpers Gefäße (sowohl Arterien als auch Venen) und Gefäßsysteme nachbilden, womit nicht nur im Herzbereich das Üben von Katheteroperationen möglich wird. Durch das Anbringen weiterer Gefäßbereiche an das bestehende Modell kann das System ausgeweitet werden, womit eine umfassendere Darstellung des menschlichen Gefäßsystems möglich wäre. Für das für Herzkatheteroperationen konzipierte und im Folgenden beschriebene Beispiel ist jedoch die in 1 dargestellte Anordnung vorteilhaft und ausreichend.The following description and illustrations refer to an example from cardiology. In the model (see 1 ) are therefore the heart ( 10 ) with a number of selected coronary arteries ( 9 ), the aorta ( 3 ) and the pelvic arteries ( 6 ) reproduced. Branching vessels are formed in approaches (e.g. arm-head artery trunk 1 and carotid artery 2 ). Although the following description deals with a model that is intended for practicing cardiac catheter operations, the principle described on which the exercise model is based enables veins (both arteries and veins) and vascular systems to be simulated from all areas of the human body, which makes practicing catheter operations not only possible in the heart area. The system can be expanded by attaching additional vascular areas to the existing model, which would allow a more comprehensive representation of the human vascular system. However, for the example designed for cardiac catheter operations and described below, the in 1 arrangement shown advantageous and sufficient.

Das Modellgefäßsystem besteht aus einem transparenten Kunststoffmaterial. Größe und Form des Modells sind in einer Art und Weise ausgeführt, dass sie der menschlichen Anatomie entsprechen. Vorzugsweise wird für das Modell ein flexibler Kunststoff wie z.B. Silikon verwendet, um der Elastizität des menschlichen Gewebes möglichst nahe zu kommen. Die verwendete Stärke und Festigkeit des Materials muss dabei so gewählt werden, dass das Modell eine ausreichende Eigenstabilität aufweist. Durch die Verwendung eines transparenten Materials lassen sich Eingriffe wie z.B. Katheteroperationen vorführen und von Außen beobachten. Ein Plazieren des Modells unter einem Röntgenapparat ermöglichen jedoch auch das Üben solcher Eingriffe unter realen Bedingungen, bei denen der Arzt den Vorgang nur über den Röntgenschirm verfolgen kann. Da beim Ausführen der unterschiedlichen Operationstechniken Flüssigkeit austreten kann, ist das Modellgefäßsystem auf einer Gehäusewanne befestigt (5). Über die Ausformung als Auffangwanne kann die ausgetretene Flüssigkeit aufgefangen und gesammelt werden.The model vessel system consists of a transparent plastic material. The size and shape of the model are designed to match the human anatomy. A flexible plastic such as silicone is preferably used for the model in order to come as close as possible to the elasticity of the human tissue. The strength and strength of the material used must be selected so that the model has sufficient inherent stability. By using a transparent material, operations such as catheter operations can be demonstrated and observed from the outside. Placing the model under an X-ray apparatus, however, also enables such interventions to be practiced under real conditions in which the doctor can only follow the process via the X-ray screen. Since fluid can escape when performing the different surgical techniques, the model vessel system is attached to a housing tray ( 5 ). The leaked liquid can be collected and collected via the design as a collecting trough.

2 zeigt einen Schnitt durch das Modell. Über eine Zu- und Rückleitung und eine Pumpe (14) ist das Modellgefäßsystem als Kreislauf ausgebildet. Die Zuleitung (11) erfolgt von der Pumpe in die Herzkammer des Modellherzens (10); die Rückleitung (8) erfolgt sowohl über die an den Herzkranzgefäßen (9) und den Beckenschlagadern (6) angebrachten Schläuchen. Das Modell kann mit Wasser oder einer anderen dazu geeigneten Flüssigkeit befüllt werden, um das Blut in den menschlichen Gefäßen nachzubilden. Die Flüssigkeit kann entweder unbewegt im Gefäßsystem verbleiben oder durch die angeschlossene Pumpe zirkuliert werden. Der Pumpvorgang kann entweder gleichförmig oder wie unter Realbedingungen pulsierend erfolgen. Dazu wird die Pumpe über eine Elektronik (15) gesteuert, so dass die Pumpfrequenz der menschlichen Herzfrequenz entspricht. Vor der Pumpe ist ein Flüssigkeitsreservoir (13) angebracht. Dieses Reservoir kann über den Einfüllstutzen (12) befüllt werden und stellt die notwendige Flüssigkeitsmenge für den Pumpvorgang zur Verfügung. Das Reservoir dient gleichzeitig auch als Sammelbehälter für die aus dem Modellgefäßsystem zurückfließende Flüssigkeit. 2 shows a section through the model. Via a supply and return line and a pump ( 14 ) the model vessel system is designed as a cycle. The supply line ( 11 ) takes place from the pump into the heart chamber of the model heart ( 10 ); the return ( 8th ) takes place both on the coronary vessels ( 9 ) and the pelvic arteries ( 6 ) attached hoses. The model can be filled with water or another suitable liquid to replicate the blood in the human vessels. The liquid can either remain motionless in the vascular system or be circulated through the connected pump. The pumping process can take place either uniformly or pulsating as under real conditions. To do this, the pump is controlled by electronics ( 15 ) controlled so that the pump frequency corresponds to the human heart rate. There is a liquid reservoir in front of the pump ( 13 ) appropriate. This reservoir can be filled through support ( 12 ) are filled and provides the necessary amount of liquid for the pumping process. The reservoir also serves as a collection container for the liquid flowing back from the model vessel system.

Die in der Medizin gängigen und üblicherweise verwendeten Zugänge können nach Bedarf und unter Anpassung an die jeweiligen Operationstechniken, die geübt werden sollen, am Modell angebracht werden. Damit besteht die Möglichkeit, dass Katheter in das Modell eingeführt werden können. In 1 sind ein Zugang (7) und ein dadurch eingeführter Katheter (4) mit abgebildet, so wie er bei Eingriffen in den Herzkranzgefäßen (Koronarien) verwendet wird. Der Katheter wird über den in der Beckenschlagader angebrachten Zugang durch die Aorta bis in die Koronarien (9) geschoben. Ein typischer Anwendungsfall dieser Katheterart ist das Setzen von Stents zur Erweiterung von Herzkranzgefäßverengungen (Stenosen) oder zum Abdichten von Rupturen. Krankhafte Veränderungen können im Modell nachgebildet werden indem z.B. Stenosen durch eine Verminderung des Modellgefäßquerschnitts oder eine Ruptur durch eine einfache (verschließbare) Öffnung in der Gefäßwand nachgebaut werden.The accesses that are common and commonly used in medicine can be attached to the model as needed and with adaptation to the respective surgical techniques that are to be practiced. This makes it possible for catheters to be inserted into the model. In 1 are an access ( 7 ) and a catheter inserted through it ( 4 ) is also shown, as is used for interventions in the coronary arteries. The catheter is inserted through the aorta through the aorta into the coronary arteries ( 9 ) pushed. A typical application of this type of catheter is the placement of stents to expand coronary artery narrowing (stenoses) or to seal ruptures. Pathological changes can be simulated in the model, for example by reproducing stenoses by reducing the cross-section of the model vessel or rupturing through a simple (closable) opening in the vessel wall.

Claims

Anatomical teaching and exercise model for demonstrating and learning catheter operations in the human blood vessel system, characterized in that part of the human blood vessel system is modeled in the shape, size and arrangement of the human anatomy.

Anatomical teaching and exercise model according to one of the previous claims, characterized in that the model vessel system from a transparent and flexible plastic is.

Anatomical teaching and exercise model according to one of the previous claims, characterized in that the model vessel system is designed as a cycle.

Anatomical teaching and exercise model according to one of the previous claims, characterized in that there is a liquid in the model vascular system can be located.

Anatomical teaching and exercise model according to one of the previous claims, characterized in that the liquid according to claim 4. both can remain dormant or flow evenly with the help of a pump pulsating in the model vessel system can be pumped.

Anatomical teaching and exercise model according to one of the previous claims, characterized in that medical access is attached to the model can be about have catheters and other medical devices inserted.

Anatomical teaching and exercise model according to one of the previous claims, characterized in that on the model replicas of pathological vascular changes can be attached.