RU60768U1 - LAPAROSCOPIC SIMULATOR - Google Patents
LAPAROSCOPIC SIMULATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU60768U1 RU60768U1 RU2006131139/22U RU2006131139U RU60768U1 RU 60768 U1 RU60768 U1 RU 60768U1 RU 2006131139/22 U RU2006131139/22 U RU 2006131139/22U RU 2006131139 U RU2006131139 U RU 2006131139U RU 60768 U1 RU60768 U1 RU 60768U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- relative
- longitudinal axis
- movement
- rotation
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 21
- 210000000683 abdominal cavity Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000012549 training Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000002357 laparoscopic surgery Methods 0.000 description 3
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 2
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 1
- 208000005646 Pneumoperitoneum Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004303 peritoneum Anatomy 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Endoscopes (AREA)
Abstract
Техническое решение (полезная модель) относится к медицинской технике, в частности, используется в области тренировки начинающих и опытных хирургов.The technical solution (utility model) relates to medical equipment, in particular, it is used in the field of training for beginners and experienced surgeons.
Лапароскопический тренажер, включающий в себя прибор для определения координат перемещения стержня и интерфейс передачи данных на компьютер, где посредством программного обеспечения осуществляется имитация движения инструмента в брюшной полости и манипуляции с органами, разделенные на отдельные упражнения. Техническое решение отличается разделением блока датчиков на датчик вращения относительно продольной оси с одной стороны и трех датчиков, измеряющих движения относительно горизонтали, вертикали и введения/выведения стержня с другой стороны.Laparoscopic simulator, which includes a device for determining the coordinates of the movement of the rod and the interface for transmitting data to a computer, where the software imitates the movement of the instrument in the abdominal cavity and manipulations with organs, divided into separate exercises. The technical solution is distinguished by dividing the sensor block into a rotation sensor relative to the longitudinal axis on the one hand and three sensors measuring movements relative to the horizontal, vertical, and rod insertion / withdrawal on the other hand.
Description
Полезная модель относится к медицинской технике, в частности, используется в области тренировки начинающих и опытных хирургов. На этом тренажере проводится отработка и закрепление мануальных навыков в лапароскопии. Лапароскопические инструменты представляют собой продолговатые стержни, на одном конце которого имеются бранши (т.е. рукоятка с кольцами для пальцев), а на другом конце соответствующая рабочая часть инструмента - зажим, ножницы или иглодержатель. Инструмент вводится в брюшную полость через прокол и трубчатообразный троакар-проводник. Работа инструментом производится снаружи, а рабочая часть действует внутри полости. Контролируются действия через введенную также через прокол видеокамеру с волоконнооптическим световодом. Таким образом, свои движения инструментом хирург видит опосредованно на мониторе под другим углом и со значительным увеличением. Все это требует продолжительного (несколько лет) периода обучения мануальным навыкам.The utility model relates to medical equipment, in particular, is used in the field of training for beginners and experienced surgeons. On this simulator, manual skills in laparoscopy are tested and consolidated. Laparoscopic instruments are oblong rods with jaws at one end (i.e., a handle with finger rings) and the corresponding working part of the instrument at the other end — a clamp, scissors or needle holder. The instrument is inserted into the abdominal cavity through a puncture and a tubular conductor trocar. Work with the tool is done outside, and the working part acts inside the cavity. Actions are monitored through a video camera with a fiber optic fiber introduced also through a puncture. Thus, the surgeon sees his movements indirectly on the monitor at a different angle and with a significant increase. All this requires a long (several years) period of training in manual skills.
Известна модель лапароскопического тренажера (авторское свидетельство РФ №2077075, кл. G 09 В 23/28, 1993 г). Сущность изобретения: медицинский тренажер для освоения лапароскопии содержит упругий каркас с имитатором стенки брюшной полости, изогнутый с образованием имитатора брюшной полости, и размещенные внутри имитатора брюшной полости имитаторы анатомических органов и образований. Согласно изобретению для расширения функциональных возможностей имитаторы анатомических органов и образований выполнены из поролона и пропитаны солевым раствором для создания токопроводящей среды. В имитаторе стенки брюшной полости предусмотрены отверстия для введения оптической трубки и манипулятора, а объем имитатора брюшной полости соответствует объему пневмоперитонеума. Недостатком этого простейшего тренажера является ограниченное количество манипуляций, доступных для отработки. На нем практически невозможно имитировать сложные действия, особенно связанные с сосудами, брюшиной и коагуляцией тканей. Также к недостаткам можно причислить использование для тренировки настоящих инструментов и видеокамеры, что повышает их износ и снижает работоспособность.A known model of a laparoscopic simulator (copyright certificate of the Russian Federation No. 2077075, class G 09 B 23/28, 1993). The inventive medical simulator for the development of laparoscopy contains an elastic frame with a simulator of the abdominal wall, curved to form a simulator of the abdominal cavity, and simulators of anatomical organs and formations located inside the simulator of the abdominal cavity. According to the invention, to expand the functionality, simulators of anatomical organs and formations are made of foam rubber and impregnated with saline to create a conductive medium. The abdominal wall simulator has openings for introducing an optical tube and a manipulator, and the volume of the abdominal simulator corresponds to the volume of pneumoperitoneum. The disadvantage of this simplest simulator is the limited number of manipulations available for practicing. It is almost impossible to imitate complex actions, especially those associated with vessels, peritoneum and tissue coagulation. Also, the disadvantages include the use of real tools and a video camera for training, which increases their wear and tear and reduces their working capacity.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является лапароскопический тренажер LapSim® (патент США US5623582). Это прибор для определения координат перемещения стержня и интерфейс передачи данных на компьютер, который состоит из вращающегося основания (первая степень свободы - по Closest to the claimed technical solution is the laparoscopic simulator LapSim® (US patent US5623582). This is a device for determining the coordinates of the movement of the rod and the interface for transmitting data to a computer, which consists of a rotating base (the first degree of freedom - by
горизонтали), и карданного механизма (вторая степень свободы - по вертикали). Третья степень свободы - это возможность вводить и выводить стержень относительно продольной оси, что имитирует введение инструмента в брюшную полость. Четвертой степенью свободы является вращение стержня относительно продольной оси. Одновременное введение стержня вглубь и вращение относительно продольной оси считывается двумя разными датчиками. Для считывания изолированных движений вращения на стержень одета муфта с шипом, а стержень имеет продольный паз для сцепления с шипом. Муфта передает только движения вращения относительно продольной оси, а отдельный датчик только введение и выведение стержня. Таким образом, имея три степени свободы и физические ограничения перемещения, стержень перемещается в трехмерном пространстве в виде конусообразного сектора сферы, при этом движение каждой степени свободы считывается датчиками вращения (инкрементальные датчики вращения). Метод передачи данных на компьютер состоит в периодическом (с частотой 500 Гц) опросе датчиков, преобразовывая первый электрический сигнал, связанный с первой угловой координатой с первым датчиком, преобразовывая второй электрический сигнал, связанный со второй угловой координатой со вторым датчиком, преобразовывая третий электрический сигнал, связанный с глубиной введения стержня с третьим датчиком, преобразовывая четвертый электрический сигнал, связанный с продольным вращением стержня, обработкой сигналов и передачей их на компьютер. Локальный микропроцессор передает обработанные данные от датчиков в главный компьютер (персональная ЭВМ), где посредством программного обеспечения осуществляется имитация движения инструмента в брюшной полости и манипуляции с органами, разделенные на отдельные упражнения.horizontally), and the cardan mechanism (the second degree of freedom - vertically). The third degree of freedom is the ability to insert and withdraw the rod relative to the longitudinal axis, which simulates the introduction of the instrument into the abdominal cavity. The fourth degree of freedom is the rotation of the rod relative to the longitudinal axis. The simultaneous introduction of the rod deep into and rotation relative to the longitudinal axis is read by two different sensors. To read isolated rotation motions, a clutch with a spike is dressed on the rod, and the rod has a longitudinal groove for engaging with the spike. The coupling transmits only rotational motions relative to the longitudinal axis, and a separate sensor only introduces and removes the rod. Thus, having three degrees of freedom and physical restrictions on movement, the rod moves in three-dimensional space in the form of a cone-shaped sector of a sphere, while the movement of each degree of freedom is read by rotation sensors (incremental rotation sensors). The method of transmitting data to a computer consists in a periodic (at a frequency of 500 Hz) interrogation of the sensors, converting the first electrical signal associated with the first angular coordinate with the first sensor, converting the second electrical signal associated with the second angular coordinate with the second sensor, converting the third electrical signal, associated with the depth of insertion of the rod with the third sensor, converting the fourth electrical signal associated with the longitudinal rotation of the rod, processing the signals and transmitting them to a computer . The local microprocessor transfers the processed data from the sensors to the host computer (personal computer), where the software imitates the movement of the instrument in the abdominal cavity and manipulations with organs, divided into separate exercises.
Недостатком этой модели является то, что все четыре датчика вращения располагаются на одном многошарнирном основании, которое позволяет двигаться стержню по всем координатам, что является достаточно сложным и громоздким устройством, которое затрудняет очень точные движения стержнем необходимые для проведения тренировки. Так же недостатком является расположение на одном стержне датчиков измеряющих введение/выведение стержня и датчиков, измеряющих вращение стержня относительно продольной оси. При описанном расположении датчиков неизбежна ошибка измерения угла вращения относительно продольной оси на ощутимую величину, что приводит к неверному определению положения стержня во время точных манипуляций.The disadvantage of this model is that all four rotation sensors are located on one multi-hinged base, which allows the rod to move in all coordinates, which is a rather complicated and cumbersome device that impedes the very precise movements of the rod necessary for training. Another drawback is the location on one rod of sensors measuring the introduction / removal of the rod and sensors measuring the rotation of the rod relative to the longitudinal axis. With the described arrangement of sensors, an inevitable error in measuring the angle of rotation relative to the longitudinal axis by a tangible amount, which leads to an incorrect determination of the position of the rod during precise manipulations.
Целью технического решения является увеличение точности позиционирования стержня и уменьшение ошибки измерения угла вращения, а так же облегчение конструкции для проведения более точных манипуляций со стержнем.The aim of the technical solution is to increase the accuracy of the positioning of the rod and reduce the error in measuring the angle of rotation, as well as to facilitate the design for more precise manipulations with the rod.
Сущность заявленной полезной модели заключается в разделении блока датчиков на датчик вращения относительно продольной оси с одной стороны и трех датчиков, измеряющих движения относительно горизонтали, вертикали и введения/выведения стержня с другой стороны. Такая компоновка системы позволяет изолированно считывать данные о вращении стержня относительно продольной оси с одной стороны и перемещения дополнительного стержня в трехмерном пространстве с другой стороны, что позволяет избежать ошибок при определении места положения стержня при точных манипуляциях. Тем самым полезная модель вносит улучшения относительно прототипа, которые заключаются в более точном позиционировании стержня, уменьшении ошибок измерения угла вращения, а так же облегчении конструкции для проведения более точных манипуляций со стержнем.The essence of the claimed utility model consists in dividing the sensor block into a rotation sensor relative to the longitudinal axis on the one hand and three sensors measuring the motion relative to the horizontal, vertical and the introduction / removal of the rod on the other hand. This arrangement of the system allows to read in isolation data on the rotation of the rod relative to the longitudinal axis on the one hand and the movement of the additional rod in three-dimensional space on the other hand, which avoids errors in determining the position of the rod during precise manipulations. Thus, the utility model makes improvements relative to the prototype, which consist in more accurate positioning of the rod, reducing errors in measuring the angle of rotation, as well as facilitating the design for more precise manipulations with the rod.
Полезная модель состоит из основания 1 (см. Фиг.1), на котором располагаются два блока датчиков (блок А и блок Б).The utility model consists of a base 1 (see Figure 1), on which two sensor blocks are located (block A and block B).
Блок А состоит из основания, на котором закреплен шарнирный механизм 2, позволяющий основному стержню 3 перемещается в трехмерном пространстве в виде конусообразного сектора сферы. При этом на основном стержне посредством муфты 4 установлен датчик вращения 5, который считывает только вращение относительно продольной оси. Основной стержень для сцепления с муфтой имеет в поперечном сечении овал или шестигранник, что позволяет избежать ошибки при считывании вращения стержня относительно продольной оси и введения/выведения стержня.Block A consists of a base on which a hinge mechanism 2 is fixed, allowing the main shaft 3 to move in three-dimensional space in the form of a cone-shaped sector of a sphere. In this case, a rotation sensor 5 is installed on the main rod by means of the coupling 4, which senses only rotation about the longitudinal axis. The main rod for coupling with the coupling has an oval or hexagon in cross section, which avoids errors when reading the rotation of the rod relative to the longitudinal axis and introducing / removing the rod.
Блок датчиков Б состоит из вращающегося основания 6, карданного механизма 7 и дополнительного стержня 8. Этот блок имеет также 3 степени свободы и датчики вращения 9, 10 и 11, которые считывают информацию по перемещению дополнительного стержня в горизонтальной, вертикальной плоскостях, а так же введение и выведение стержня вглубь.Sensor block B consists of a rotating base 6, cardan mechanism 7 and an additional rod 8. This block also has 3 degrees of freedom and rotation sensors 9, 10 and 11, which read information on the movement of the additional rod in horizontal, vertical planes, as well as the introduction and the withdrawal of the rod deep into.
Основной стержень соединен с дополнительным стержнем с помощью шарового сочленения 12.The main shaft is connected to the additional shaft using a ball joint 12.
Таким образом, движения основного стержня предаются на дополнительный стержень в зеркальном отображении, при этом первый блок датчиков считывает только данные о вращении относительно продольной оси, а второй блок датчиков только перемещения в трехмерном пространстве. Дополнительный стержень не вращается относительно продольной оси и в сечении имеет квадрат или прямоугольник для более Thus, the movements of the main rod are transmitted to the additional rod in a mirror image, while the first sensor block only reads data about rotation about the longitudinal axis, and the second sensor block only reads displacements in three-dimensional space. The additional rod does not rotate relative to the longitudinal axis and in cross section has a square or rectangle for more
точного считывания движений датчиками. Это позволяет точно и безошибочно определять место положение стержня в трехмерном пространстве и избежать неверного определения координат, что неизбежно при расположении всех датчиков на одном блоке.accurate motion sensing by sensors. This allows you to accurately and accurately determine the position of the rod in three-dimensional space and to avoid incorrect determination of coordinates, which is inevitable when all the sensors are located on one block.
Внешний вид всей установки изображен на Фиг.2. Она состоит из короба, симулирующего брюшную полость и часть торса 1. В верхней плоскости короба через отверстия установлены две рабочие части инструментов.The appearance of the entire installation is shown in Fig.2. It consists of a box simulating the abdominal cavity and part of the torso 1. In the upper plane of the box through the holes are two working parts of the tools.
Работа устройства происходит следующим образом. Обучаемый производит манипуляции с инструментами, правым и левым. Каждый из инструментов состоит из основного и дополнительного стержней и двух блоков датчиков как это изображено на фиг.1. Блок датчиков Б производит отслеживание и расчет места положения стержня в трехмерном пространстве, а блок датчиков А изолированно только вращение стержня относительно продольной оси. Информация от датчиков передается на главную ЭВМ, где посредством программного обеспечения осуществляется имитация движения инструмента в брюшной полости и манипуляции с органами, разделенные на отдельные упражнения, что отображается на мониторе.The operation of the device is as follows. The student makes manipulations with the tools, right and left. Each of the tools consists of a main and additional rods and two blocks of sensors as shown in figure 1. The sensor block B monitors and calculates the position of the rod in three-dimensional space, and the sensor block A is isolated only by rotation of the rod relative to the longitudinal axis. Information from the sensors is transmitted to the main computer, where the software imitates the movement of the instrument in the abdominal cavity and manipulates the organs, divided into separate exercises, which is displayed on the monitor.
Таким образом, разработано устройство для тренировки начинающих и опытных хирургов методам лапароскопической хирургии, которое позволяет практиковаться в условиях виртуальной реальности, имитирующей органы брюшной полости.Thus, a device has been developed for training novice and experienced surgeons with laparoscopic surgery methods, which allows you to practice in virtual reality, simulating the abdominal organs.
Разработанная модель позволяет более точно позиционировать стержень и уменьшить ошибки измерения угла вращения, а так же облегчить конструкцию для проведения более точных манипуляций со стержнем.The developed model allows you to more accurately position the rod and reduce errors in measuring the angle of rotation, as well as facilitate the design for more precise manipulations with the rod.
Источники информации:Information sources:
1. Авторское свидетельство РФ №2077075, кл. G 09 В 23/28, 1993 г.1. Copyright certificate of the Russian Federation No. 2077075, cl. G 09 B 23/28, 1993
2. Патент США US 5623582 опубликовано 22 апреля 1997 г.2. US patent US 5623582 published April 22, 1997
3. И.В.Федоров. Хирургические инструменты. Функции и назначения. - Казань, АКП «Аделаида», 2001. - 180 с., цв.ил.3. I.V. Fedorov. Surgical Instruments Functions and purposes. - Kazan, AKP "Adelaide", 2001. - 180 p., Tsv.il.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131139/22U RU60768U1 (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | LAPAROSCOPIC SIMULATOR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006131139/22U RU60768U1 (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | LAPAROSCOPIC SIMULATOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU60768U1 true RU60768U1 (en) | 2007-01-27 |
Family
ID=37774188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006131139/22U RU60768U1 (en) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | LAPAROSCOPIC SIMULATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU60768U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014077732A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Эйдос-Медицина" | Hybrid laparoscopic simulator |
| RU2780289C2 (en) * | 2021-03-12 | 2022-09-21 | Константин Викторович Пучков | Simulator for working out manual skills in laparoscopic surgery in three-dimensional space, using image on simulator of laparoscopic stand monitor |
-
2006
- 2006-08-30 RU RU2006131139/22U patent/RU60768U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014077732A1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Эйдос-Медицина" | Hybrid laparoscopic simulator |
| EA027466B1 (en) * | 2012-11-13 | 2017-07-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Эйдос-Медицина" | Hybrid laparoscopic simulator |
| RU2780289C2 (en) * | 2021-03-12 | 2022-09-21 | Константин Викторович Пучков | Simulator for working out manual skills in laparoscopic surgery in three-dimensional space, using image on simulator of laparoscopic stand monitor |
| RU2820940C1 (en) * | 2023-02-13 | 2024-06-13 | Пётр Алексеевич Климов | Laparoscopic training simulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9142145B2 (en) | Medical training systems and methods | |
| EP1609431A1 (en) | Kit, operating element and haptic device for use in surgical smulation systems | |
| WO2013150436A1 (en) | Device for training users of an ultrasound imaging device | |
| JP2021510107A (en) | Three-dimensional imaging and modeling of ultrasound image data | |
| US20210043112A1 (en) | Dynamic haptic robotic trainer | |
| EP2110799A1 (en) | Simulation system for arthroscopic surgery training | |
| CA2901952C (en) | Manipulative treatment training system and method, and mannequin therefor | |
| WO2009000939A1 (en) | Laparoscopic surgical simulator | |
| JP2007501419A (en) | Functional and anatomical delivery simulator | |
| WO2012123943A1 (en) | Training, skill assessment and monitoring users in ultrasound guided procedures | |
| CN105448155A (en) | Spine endoscope virtual training system | |
| CN104424838A (en) | Hysteroscopic surgery simulator | |
| Chui et al. | Haptics in computer-mediated simulation: Training in vertebroplasty surgery | |
| RU2687564C1 (en) | System for training and evaluating medical personnel performing injection and surgical minimally invasive procedures | |
| JP6721748B2 (en) | Method and system for simulating insertion of an elongated instrument into a subject | |
| RU60768U1 (en) | LAPAROSCOPIC SIMULATOR | |
| KR102143784B1 (en) | System for estimating otorhinolaryngology and neurosurgery surgery based on simulator of virtual reality | |
| JP2022543321A (en) | Apparatus for simulating dental procedures and methods | |
| Dubey et al. | Biomedical engineering in epidural anaesthesia research | |
| JP2021153773A (en) | Robot surgery support device, surgery support robot, robot surgery support method, and program | |
| CN116631252A (en) | Physical examination simulation system and method based on mixed reality technology | |
| WO2023170618A1 (en) | 3-dimensional tracking and navigation simulator for neuro-endoscopy | |
| CN113539036A (en) | An immersive neurosurgery simulation method with real touch | |
| Trantakis et al. | “IOMaster 7D”—a new device for virtual neuroendoscopy | |
| CN115331531A (en) | A teaching device and method for fully simulating arthroscopic surgery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20070831 |