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WO2023135257A1 - Dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale - Google Patents

Dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale Download PDF

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Publication number
WO2023135257A1
WO2023135257A1 PCT/EP2023/050749 EP2023050749W WO2023135257A1 WO 2023135257 A1 WO2023135257 A1 WO 2023135257A1 EP 2023050749 W EP2023050749 W EP 2023050749W WO 2023135257 A1 WO2023135257 A1 WO 2023135257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base
organ
cover
orifices
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/050749
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre-Jean ARNOUX
Laura BEYER-BERJOT
David Birnbaum
Pierre-Guillaume CHAMPAVIER
Théophile GUILBAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aix Marseille Universite
Assistance Publique Hopitaux de Marseille APHM
Universite Gustave Eiffel
Original Assignee
Aix Marseille Universite
Assistance Publique Hopitaux de Marseille APHM
Universite Gustave Eiffel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aix Marseille Universite, Assistance Publique Hopitaux de Marseille APHM, Universite Gustave Eiffel filed Critical Aix Marseille Universite
Publication of WO2023135257A1 publication Critical patent/WO2023135257A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/285—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for injections, endoscopy, bronchoscopy, sigmoidscopy, insertion of contraceptive devices or enemas

Definitions

  • the present invention relates to the field of simulation in human abdominal surgery, in particular liver surgery.
  • the invention relates in particular to a device for simulation in human abdominal surgery, in particular hepatic.
  • a cushion simulates the abdominal wall. This device does not make it possible to realistically simulate a human pneumoperitoneum.
  • Patent application FR 2 691 826 relates to a device comprising a semi-rigid casing adapting to the shape of the human bust, the front part of which defines a domed cover pierced with orifices, and a rigid block in the shape of a human bust. comprising in its central part a cavity reproducing the internal relief of the human abdomen.
  • This device does not include means for placing an organ within it which can be fixed and perfused in order to allow a realistic simulation.
  • Patent application CN 212434056 discloses a simulator for suturing blood vessels in the context of laparoscopic hepatectomy, comprising a base having an imprint to accommodate the liver and comprising a liquid evacuation orifice on its lateral part .
  • This device does not include means making it possible to fix an organ within it, nor a cover mimicking the pneumoperitoneum.
  • the organ is often simply placed at the bottom of the model without a system for attaching or suspending the latter. It is then more difficult to mobilize all its posterior structures during the simulation, which makes it less realistic.
  • a device for simulation in human abdominal surgery preferably hepatic, preferably by laparoscopic route, comprising:
  • a hollow base having an internal surface, presenting at least one cavity adapted to accommodate at least one organ, preferably a liver, and comprising on said internal surface a suspension system for attaching said organ to the base, and
  • a removable cover adapted to be positioned on the base and having one or more orifices of suitable size at least to allow at least one surgical instrument to pass.
  • the invention it is possible to realistically appreciate during the simulation the resistance of the tissues, the management of a hemorrhagic complication and the return of force during a surgical operation, for example during a resection. laparoscopic hepatic.
  • the shape of the cavity mimics that of the organ.
  • the invention thus allows young surgeons to reduce their learning curve.
  • the size of the orifices of the lid advantageously allows the placement of at least one trocar.
  • the base reconstructs in a simplified way the posterior human abdominal wall and the diaphragmatic domes.
  • the device according to the invention has a suspension system allowing the organ to be fixed in an anatomically faithful manner, as well as a cover representing the pneumoperitoneum in a more realistic manner. All of these features contribute to providing a more realistic simulation than known devices.
  • the invention offers a physical simulation model capable in particular of accommodating a pressurized ex-situ cadaveric liver, reproducing numerous intraoperative parameters.
  • the base advantageously has one or more orifices allowing the insertion of one or more elements, in particular one or more cannulas intended to pressurize the organ and/or allowing the evacuation of a fluid or smoke, preferably by suction.
  • the gaseous and liquid effusions resulting in particular from the use of laparoscopic instruments and from the performance of a hepatic resection in the device, can thus be aspirated by an evacuation system, advantageously double.
  • the base can have a fixing means able to fix the cannulas on the base. It prevents the cannulas from moving during the operative procedure.
  • the set of cannulas made integral by the fixing means mimics the hepatic pedicle contributing to a better realism of the simulator.
  • the fixing means can be a strip.
  • the suspension system advantageously allows placement of the organ, in particular the liver, under the same conditions as in the operating condition. It thus makes it possible to find a view and a realistic approach and to be able to mobilize it correctly.
  • the suspension system preferably comprises at least one attachment means which may be a strip, the strip comprising at least one loop to attach the organ anatomically within the device, preferably by its ligaments and/or structures fixation and/or suspension, preferably using surgical suture thread.
  • the ruler has the advantage of giving more flexibility to adapt the suture of the organ to the suspension system.
  • each strip has several loops, for example at least two, at least three, at least four, at least five and preferably at least six loops allowing the learner to more easily attach the liver to it according to the length of the anatomical attachments of the last.
  • Said suspension system makes it possible in particular to be able to adapt to the anatomical variations that may be encountered. This makes it possible to have a model close to reality.
  • the device comprises at least one, at least two, preferably at least three attachment means, in particular at least one, at least two, preferably at least three strips.
  • the organ considered is the liver
  • the suspension system it is very advantageous for the suspension system to consist of three means of attachment, in particular three strips, because this makes it possible to attach the liver by its ligaments (falciform, triangular and coronary) , as in reality thus giving even more realism to the simulation.
  • the base extends along a longitudinal axis, and advantageously comprises a bottom connected to a proximal part and a distal part, said proximal and distal parts being connected by two lateral parts.
  • the proximal part may correspond to a cranial part, while the distal part advantageously corresponds to the caudal part, at the bottom of the abdominal cavity towards the pubic symphysis.
  • the height of the base measured between the outer edges of its distal and proximal parts, along its longitudinal axis, can be between 25 cm and 48 cm, preferably between 30 cm and 45 cm, being more preferably equal to 43 cm .
  • the largest transverse dimension of the base measured perpendicular to its longitudinal axis, can be between 25 cm and 45 cm, being preferably equal to 39 cm.
  • the largest transverse dimension of the base is advantageously at its distal part.
  • the depth of the base measured between the bottom and the proximal part, perpendicular to its longitudinal axis, can be between 30 cm and 50 cm, preferably being equal to 45 cm.
  • Said lateral, distal and proximal parts and/or said bottom may have one or more orifices.
  • the bottom may have at least one orifice for the evacuation of a fluid coming from the organ, at the level of the distal part, the bottom may also have an orifice at the level of the cavity of the base.
  • the proximal part of the base may have at least one orifice dedicated to the aspiration of gases and fumes produced during surgery, in particular resulting from the use of laparoscopic instruments with electrical or ultrasonic energy, said at least one orifice allowing the placement of a suction cannula connected to a collection tank.
  • the base may have four holes arranged on one of its side parts, preferably on one of its side parts, for example the side part located to the right of the cavity in top view, the holes preferably having a diameter between 4 mm and 6 mm, more preferably between 4.5 and 5.5 mm, and even more preferably equal to 5.2 mm. These holes allow the use of four independent cannulas, preferably with a diameter less than or equal to 5mm. These cannulas connect the arterial, portal, biliary, and central venous circuits to the hepatic pedicle and inferior vena cava of the organ model in the device.
  • the suspension system is advantageously fixed at the level of the proximal part of the base, in particular on the concave face of the quarter-sphere of this proximal part.
  • the fixing of the suspension system in particular when it comprises three attachment means, for example three strips, makes it possible to faithfully reproduce the attachment of the organ, in particular the liver, by its falciform, triangular and coronary ligaments within the diaphragmatic cupolas, thus still giving more realism to the simulation.
  • the suspension system consists of three strips, two strips are preferably oriented horizontally while one strip is oriented vertically.
  • two strips are oriented orthogonally to the third. According to such a configuration, the set of three strips can give the general shape of an inverted T.
  • the base preferably has a generally trapezoidal shape when viewed from above, and the proximal part preferably defines two quarter-spheres that are convex towards the outside of the device. This makes it possible to reproduce the shape of the posterior abdominal wall of a human being, the proximal part mimicking the diaphragmatic cupolas thanks to the quarter spheres.
  • the base can be made of a rigid material, preferably of polyamide PA2200.
  • the cover is preferably made of a rigid material, and is covered with a flexible membrane, preferably made of silicone, polyethylene foam or neoprene rubber.
  • the device advantageously comprises a fastening system for connecting the flexible membrane to the cover, said fastening system preferably comprising adhesive or hook-and-loop strips.
  • the flexible membrane makes it possible to simulate the musculocutaneous space of the anterior abdominal wall.
  • the flexible membrane may comprise elements of a shape complementary to the orifices of the cover, preferably solid and not hollow, capable of being inserted into the latter. These elements constitute an extra thickness of the membrane mimicking with more realism the skin and all its internal layers which ultimately allows a simulation more faithful to reality when the learner simulates the perforation of the abdominal wall (better force feedback in particular) . Furthermore, by being inserted into the orifices of the cover, the elements advantageously make it possible to attach the flexible membrane and the cover without necessarily having to resort to a fastening system.
  • the cover is advantageously curved in shape towards the outside of the device, preferably having an ovoid shape.
  • the cover preferably has a concave side facing the inside of the device and a convex side facing the outside of the device. This shape is different from that of known devices, and makes it possible to faithfully mimic the pneumoperitoneum and thus to reproduce the abdominal wall in laparoscopic conditions where the abdominal cavity offers a working space such as obtained under the constraint of a pneumoperitoneum in the block. operative.
  • the lid preferably has one or more orifices of suitable sizes to allow one or more surgical instruments to pass, preferably one or more trocars.
  • the arrangement of the orifices is advantageously adapted to the positioning of the trocars necessary for the teaching and experimentation of surgery, preferably hepatic by the laparoscopic route, on the device according to the invention. This makes it possible to obtain a haptic feedback close to reality during the placement of the trocars, and a good maintenance of the trocars during the procedure.
  • the diameter of the orifices of the cover can be between 2 and 10 cm, preferably between 4 and 8 cm. These dimensions allow the use of conventional trocars, in order to avoid any mechanical stress between the trocars and the lid, which could be responsible for a conflict during the procedure.
  • the side portions of the base each advantageously have at least one recess, preferably a slot
  • the lid comprising elements of complementary shape capable of sinking into the said recesses of the side portions of the base
  • the device comprising a system of fasteners for connecting the base to the lid at said elements and recesses, preferably magnets.
  • the device may include shims capable of being placed in the cavity of the base in order to maintain said member in the desired position. This makes it possible to adapt to the characteristics and morphological variations of the organ.
  • the device may comprise a set of three wedges. These wedges play the role of retroperitoneal wedges in the right subphrenic allowing the reception of a small cephalo-caudal and transverse liver.
  • the device may further comprise adjustable feet, preferably four, in order to modify the position, preferably the proclivity, of the device. This makes it possible to reproduce the positioning of the patient on a slight incline, in order in particular to obtain better evacuation of fluids.
  • the proclivity and roll of the device can thus be easily adapted according to the morphometric characteristics of the liver model and the procedure performed.
  • the feet are advantageously telescopic, being preferably adjustable by wise screw/wise unscrewing in nuts glued to the body of the device.
  • the device can be manufactured by 3D printing, preferably by powder sintering, the cavity being preferably created from a digital model of an abdomen and/or a full-scale organ.
  • the invention relates to an assembly comprising the device according to the invention and a system for pressurizing the organ, preferably comprising one or more reservoirs, and/or one or more pipes, and/ or one or more pressurization devices.
  • the pressurization system makes it possible to restore to the organ, during the simulation, a consistency and a mechanical behavior close to the organ in-vivo.
  • pressures close to physiological pressures can be obtained by suspending the tanks at a height, in order to obtain sufficient hydrostatic pressure, and/or by a pump device.
  • Pressurizing the organ also makes it possible to simulate bleeding if the organ is incised before or during the laparoscopy procedure.
  • the pressurization of the liver model used makes it possible in particular to simulate bleeding if this model is incised before or during a hepatectomy procedure, and/or a bile leak.
  • Said assembly may further comprise wedges capable of being placed in the cavity of the base and adjustable feet, as described above.
  • the invention relates to a method for manufacturing a device according to the invention, using a 3D printer, a powder to be sintered and a model of the organ whose surgery is intended to be simulated.
  • a layer of resin or varnish can be applied to the entire internal surface of the base and the cover, in order to ensure the tightness of the device.
  • the invention relates to a base for simulation in human abdominal surgery, preferentially hepatic, preferentially laparoscopic, the base being hollowed out, having an internal surface, presenting at least one cavity adapted to accommodate at least one organ, preferably a liver, and comprising on said internal surface a suspension system for attaching said organ to the base.
  • the invention relates to a cover capable of being positioned on a base for simulation in human abdominal surgery, preferably hepatic, preferably laparoscopic, the cover being removable and having one or more orifices of suitable size to allow at least one surgical instrument to pass.
  • the invention relates to a method of surgical treatment using a device according to the invention.
  • the device is advantageously intended for simulation for hepatic surgery, in particular simulation of laparoscopy, the organ being a liver.
  • the cover is removable, it is possible to use the simulation device according to the invention to simulate a hepatic resection by an open route, by simply removing said cover, or even by a robot-assisted minimally invasive route.
  • Figure 1 illustrates, in top and side view, an example of a device according to the invention
  • Figure 2 illustrates, in top and side view, the device of Figure 1 without the cover
  • FIG 3 shows a detail of the device of Figure 2
  • FIG 4 shows a detail of the device of Figure 2
  • Figure 5 shows the orifices of the device of Figure 4 and suitable cannulas
  • Figure 6 illustrates, in top view, the device of Figure 2
  • Figure 7 shows the cover of the device of Figure 1, taken in isolation
  • Figure 8 illustrates, in top and side view, an example of a device according to the invention where the cover is covered by a flexible membrane
  • Figure 9 shows an example of a flexible membrane of the device of Figure 8, taken in isolation, in bottom view,
  • Figure 10 shows a variant of the flexible membrane of the device of Figure 8, taken in isolation, in bottom view,
  • Figure 11 shows the device of Figure 1 in bottom view
  • Figure 12 shows the device in which a liver has been placed within it, fixed using the suspension system.
  • FIG. 1 An example of device 1 according to the invention.
  • This device is intended for simulation in human abdominal surgery, preferably hepatic, preferably laparoscopic, and comprises a hollow base 2 and a removable cover 3.
  • the base advantageously made of a rigid material, has an internal surface 2a, presenting, in the example described, a cavity 4 adapted to accommodate at least one organ, and comprising on said internal surface 2a a suspension system 5 for attaching said member to the base 2.
  • the base 2 comprises a bottom 2b connected to a proximal part 2c and a distal part 2d, said proximal and distal parts being connected by two side parts 2e and 2f.
  • the base 2 has a generally trapezoidal shape in top view, and the proximal part 2c defining two convex hemispheres towards the outside of the device 1.
  • the suspension system 5 comprises three strips 7, each comprising loops for attaching the organ anatomically within the device, preferably by its ligaments and / or anatomical structures for fixing and / or by suspension, preferably using surgical suture thread.
  • the base present in the example describes a fixing means capable of fixing the cannulas on the base, which in this example is a strip 6.
  • the base 2 has several orifices 8, 9, 10, 11 allowing the insertion of one or more elements, preferably cannulas intended to pressurize the organ and/or allowing the evacuation of a fluid or smoke, preferably by suction, as shown in Figure 5.
  • the proximal part 2c may have an orifice 9, suitable for receiving a cannula, as shown.
  • the bottom 2b advantageously has an orifice 10 for the evacuation of a fluid coming from the organ, at the level of the distal part 2d, and also an orifice 11 at the level of the cavity 4 of the base 2.
  • the cover 3, of ovoid shape is advantageously made of a rigid material, and is able to be positioned on the base 2 and has, in the example considered, several orifices 12 of suitable size to leave pass at least one surgical instrument, preferably a trocar.
  • the device 1 advantageously comprises a system of fasteners for connecting the base 2 to the cover 3 at said elements 15 and slots 14, for example here magnets.
  • the cover 3 is covered with a flexible membrane 13.
  • the device advantageously comprises a system of fasteners to connect the flexible membrane 13 to the cover 3, not shown.
  • the flexible membrane 13 comprises, on its internal surface, elements 16 of complementary shape to the orifices 12 of the cover 3, capable of being inserted into the latter, as shown in FIG. 9.
  • the elements 16 are solid and not hollow. .
  • the flexible membrane has no elements 16, which illustrates another possible embodiment.
  • the device 1 comprises adjustable feet 18, in order to modify the position, in particular the proclivity, of the device 1. These feet are located on the surface 2g of the base 2b opposite to the inner surface 2a, that is to say located on the outer and lower surface of the base of the device.
  • Figure 12 shows the device in which a liver has been placed within it, fixed using the suspension system. The liver partly rests in the cavity 4 and is linked to the suspension system 5, more precisely to the three strips 7 constituting the suspension system, via its falciform, triangular and coronary ligaments. The liver is thus posed and oriented in an anatomically faithful manner. During a hepatectomy simulation, the learner will be able to free the liver by performing a section of the ligaments.
  • cavities may be present in the bottom of the base.

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale humaine, préférentiellement hépatique, préférentiellement par voie laparoscopique, comprenant: - une base évidée ayant une surface interne, présentant au moins une cavité adaptée pour accueillir au moins un organe, préférentiellement un foie, et comportant sur ladite surface interne un système de suspension pour attacher ledit organe à la base, et - un couvercle amovible, apte à être positionné sur la base et présentant un ou plusieurs orifices de taille adaptée au moins pour laisser passer au moins un instrument chirurgical.

Description

Description
Titre : Dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine de la simulation en chirurgie abdominale humaine, en particulier de la chirurgie hépatique. L’invention concerne en particulier un dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale humaine, notamment hépatique.
Technique antérieure
Afin de former les internes de chirurgie et jeunes chirurgiens à de nouvelles techniques opératoire au cours de leur apprentissage, il est recommandé d’utiliser des modèles de formation usant de la simulation en chirurgie, notamment pour la chirurgie abdominale humaine, en particulier pour la chirurgie hépatique, par exemple par voie laparoscopique.
En effet, la courbe d’apprentissage en chirurgie hépatique laparoscopique, c’est- à-dire mini-invasive, est longue, avec un accès limité pour les chirurgiens en apprentissage à ce type de chirurgie en situation réelle. Cependant, cette voie d’abord présente de nombreux bénéfices pour le patient. Il est donc pertinent de diffuser l’apprentissage de cette technique auprès des jeunes générations de chirurgiens en intégrant un programme de formation basé sur la simulation et encadré par des experts dans ce domaine.
Actuellement, peu de modèles de simulation adaptés à ce type de chirurgie sont convaincants, et parmi eux les simulateurs physiques sont les plus appréciés par les chirurgiens. En effet, même si de nombreuses solutions usant de la réalité virtuelle (RV) et de la réalité augmentée (RA) ont vu le jour ces dernières années, les chirurgiens préfèrent la simulation physique car elle assure un plus grand réalisme et des sensations plus proche du réel, telles qu’un meilleur retour de force ou bien une meilleure appréciation de la résistance des tissus. De plus, l’élaboration d’un tel modèle de simulation physique permettrait de disposer d’un outil expérimental pertinent pour l’élaboration futur d’un simulateur en RV.
L’ article de Liu et al « Novel laparoscopie training system with continuously perfused ex-vivo porcine liver for hepatobiliary surgery », Surg. Endosc., 2017, décrit un dispositif d’entrainement comportant une base solide dans laquelle peut être placé un organe et comportant des orifices permettant le passage de canules destinées à pressuriser le foie. Un coussin simule la paroi abdominale. Ce dispositif ne permet pas de simuler de façon réaliste un pneumopéritoine humain.
La demande de brevet FR 2 691 826 porte sur un dispositif comprenant une enveloppe semi-rigide s’adaptant à la forme du buste humain dont la partie antérieure définit un couvercle bombé et percé d’orifices, et un bloc rigide en forme de buste humain comportant dans sa partie centrale une cavité reproduisant le relief interne de l’abdomen humain. Ce dispositif ne comprend pas de moyens permettant de placer un organe en son sein qui puisse être fixé et perfusé afin de permettre une simulation réaliste.
La demande de brevet CN 212434056 divulgue un simulateur de suture des vaisseaux sanguins dans le cadre de d’une hépatectomie par laparoscopie, comportant une base présentant une empreinte pour accueillir le foie et comprenant un orifice d’évacuation d’un liquide sur sa partie latérale. Ce dispositif ne comprend pas de moyens permettant de fixer un organe en son sein, ni de couvercle mimant le pneumopéritoine.
La demande internationale WO 2005/88583 décrit un mannequin présentant une base solide ayant la forme de la paroi abdominale postérieure humaine et les coupoles diaphragmatiques, et un couvercle amovible bombé et non percé. Le réalisme de ce simulateur est plutôt orienté sur les mouvements du mannequin induits notamment par la simulation de la respiration, mais ne permet pas le placement d’un organe réel ou synthétique qui serait perfusé.
La demande internationale WO 2020/206115 divulgue un simulateur destiné à intégrer de réels ou faux organes, comportant une base sous la forme d’une plaque, ainsi non adaptée pour positionner un organe de manière réaliste et permettre l’évacuation de fluides, et une enveloppe, non percée, présentant une partie bombée.
En outre, dans les simulateurs de l’art antérieur, l’organe est souvent simplement déposé au fond du modèle sans système d’attache ou de suspension de ce dernier. Il est alors plus difficile de mobiliser toutes ses structures postérieures lors de la simulation, ce qui la rend moins réaliste.
Il existe un besoin pour fournir un dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale qui reproduit avec réalisme l’anatomie humaine afin de placer le chirurgien dans des conditions les plus proches du réel possible. Exposé de l’invention
La présente invention y parvient en tout ou partie grâce à, selon l’un de ses aspects, un dispositif pour la simulation en chirurgie abdominale humaine, préférentiellement hépatique, préférentiellement par voie laparoscopique, comprenant :
- une base évidée ayant une surface interne, présentant au moins une cavité adaptée pour accueillir au moins un organe, préférentiellement un foie, et comportant sur ladite surface interne un système de suspension pour attacher ledit organe à la base, et
- un couvercle amovible, apte à être positionné sur la base et présentant un ou plusieurs orifices de taille adaptée au moins pour laisser passer au moins un instrument chirurgical.
Grâce à l’invention, il est possible d’apprécier avec réalisme pendant la simulation la résistance des tissus, la gestion d’une complication hémorragique et le retour de force au cours d’une opération chirurgicale, par exemple au cours d’une résection hépatique laparoscopique.
La forme de la cavité permet de mimer celle de l’organe. L’invention permet ainsi aux jeunes chirurgiens de réduire leur courbe d’apprentissage. La taille des orifices du couvercle permet avantageusement la mise en place d’au moins un trocart.
La base reconstitue de façon simplifiée la paroi abdominale humaine postérieure et les coupoles diaphragmatiques. De plus, le dispositif selon l’invention présente un système de suspension permettant de fixer l’organe d’une manière anatomiquement fidèle, ainsi qu’un couvercle représentant de manière plus réaliste le pneumopéritoine. L’ensemble de ces caractéristiques contribue à fournir une simulation plus réaliste que les dispositifs connus. L’invention offre un modèle de simulation physique capable en particulier d’accueillir un foie cadavérique ex-situ pressurisé, reproduisant de nombreux paramètres peropératoires.
La base présente avantageusement un ou plusieurs orifices permettant l’insertion d’un ou plusieurs éléments, en particulier une ou plusieurs canules destinées à pressuriser l’organe et/ou permettant l’évacuation d’un fluide ou de fumée, préférentiellement par aspiration. Les épanchements gazeux et liquidiens, résultants notamment de l’utilisation des instruments laparoscopiques et de la réalisation d’une résection hépatique dans le dispositif, peuvent ainsi être aspirés par un système d’évacuation, avantageusement double. Avantageusement, la base peut présenter un moyen de fixation apte à fixer les canules sur la base. Il évite aux canules de bouger au cours de la procédure opératoire. Par ailleurs, l’ensemble des canules rendu solidaire par le moyen de fixation mime le pédicule hépatique contribuant à un meilleur réalisme du simulateur. Le moyen de fixation peut être une réglette.
Le système de suspension permet avantageusement un placement de l’organe, notamment du foie, dans les mêmes conditions qu’en condition opératoire. Il permet ainsi de retrouver une vue et une approche réaliste et de pouvoir le mobiliser correctement.
Le système de suspension comporte de préférence au moins un moyen d’attache qui peut être, une réglette, la réglette comportant au moins un passant pour attacher l’organe de façon anatomique au sein du dispositif, préférentiellement par ses ligaments et/ou des structures anatomiques de fixation et/ou par suspension, grâce préférentiellement à du fil de suture chirurgical. Parmi tous les moyens d’attache possible, la réglette présente l’avantage de donner plus de flexibilité pour adapter la suture de l’organe au système de suspension. Préférentiellement, chaque réglette comporte plusieurs passant, par exemple au moins deux, au moins trois, au moins quatre, au moins cinq et préférentiellement au moins six passants permettant à l’apprenant d’y attacher plus aisément le foie selon la longueur des attaches anatomiques de ce dernier. Ledit système de suspension permet notamment de pouvoir s’adapter aux variations anatomiques qui peuvent être rencontrées. Cela permet d’avoir un modèle proche du réel.
Avantageusement, le dispositif comprend au moins un, au moins deux, préférentiellement moins trois moyens d’attache, en particulier au moins une, au moins deux, préférentiellement au moins trois réglettes. Lorsque l’organe considéré est le foie, il est très avantageux que le système de suspension soit constitué de trois moyens d’attaches, en particulier trois réglettes, car cela permet d’attacher le foie par ses ligaments (falciforme, triangulaires et coronaires), tel que dans la réalité donnant ainsi encore plus de réalisme à la simulation.
La base s’étend selon un axe longitudinal, et comporte avantageusement un fond relié à une partie proximale et une partie distale, lesdites parties proximale et distale étant reliées par deux parties latérales. La partie proximale peut correspondre à une partie crâniale, tandis que la partie distale correspond avantageusement à la partie caudale, au bas de la cavité abdominale vers la symphyse pubienne. Par « surface interne de la base », il faut comprendre la surface interne du fond et des parties distale, proximale et latérales de la base, correspondant à l’intérieur du dispositif.
La hauteur de la base, mesurée entre les bords extérieurs de ses parties distale et proximale, le long de son axe longitudinal, peut être comprise entre 25 cm et 48 cm, préférentiellement entre 30 cm et 45 cm, étant plus préférentiellement égale à 43 cm.
La plus grande dimension transversale de la base, mesurée perpendiculairement à son axe longitudinal, peut être comprise entre 25 cm et 45 cm, étant préférentiellement égale à 39 cm. La plus grande dimension transversale de la base se trouve avantageusement au niveau de sa partie distale.
La profondeur de la base, mesurée entre le fond et la partie proximale, perpendiculairement à son axe longitudinal, peut être comprise entre 30 cm et 50 cm, étant préférentiellement égale à 45 cm.
Lesdites parties latérales, distale et proximale et/ou ledit fond peuvent présenter un ou plusieurs orifices. Le fond peut présenter au moins un orifice pour l’évacuation d’un fluide en provenance de l’organe, au niveau de la partie distale, le fond pouvant présenter également un orifice au niveau de la cavité de la base. La partie proximale de la base peut présenter au moins un orifice dédié à l’aspiration des gaz et fumées produits en cours de chirurgie, notamment issus de l’utilisation d’instruments coelioscopiques à énergie électrique ou ultrasonique, ledit au moins un orifice permettant la mise en place d’une canule d’aspiration reliée à un bac de recueil.
La base peut présenter quatre orifices disposés sur l’une de ses parties latérales, préférentiellement sur l’une de ses parties latérales, par exemple la partie latérale située à droite de la cavité en vue de dessus, les orifices étant préférentiellement de diamètre compris entre 4 mm et 6 mm, plus préférentiellement compris entre 4,5 et 5,5mm, et encore plus préférentiellement égal à 5,2mm. Ces orifices permettant l’utilisation de quatre canules indépendantes, préférentiellement d’un diamètre inférieur ou égal à 5mm. Ces canules permettent de lier les circuits artériel, portale, biliaire, et veineux central au pédicule hépatique et à la veine cave inférieure du modèle d’organe dans le dispositif.
Le système de suspension est avantageusement fixé au niveau de la partie proximale de la base, en particulier sur la face concave du quart de sphère de cette partie proximale. Comme indiqué précédemment, la fixation du système de suspension, en particulier lorsqu’il comporte trois moyens d’attaches, par exemple trois réglettes, permet de reproduire fidèlement l’attache de l’organe, en particulier le foie, par ses ligaments falciforme, triangulaires et coronaires au sein des coupoles diaphragmatiques, donnant ainsi encore plus de réalisme à la simulation. Lorsque le système de suspension est constitué de trois réglettes, deux réglettes sont préférentiellement orientées horizontalement tandis qu’une réglette est orientée verticalement. Ainsi, préférentiellement, deux réglettes sont orientées orthogonalement à la troisième. Selon une telle configuration, l’ensemble des trois réglettes peut donner une forme générale de T inversé.
La base a de préférence une forme générale trapézoïdale en vue de dessus, et la partie proximale définit de préférence deux quarts de sphère convexes vers l’extérieur du dispositif. Ceci permet de reproduire la forme de la paroi abdominale postérieure d’un être humain, la partie proximale mimant, quant à elle, les coupoles diaphragmatiques grâce aux quarts de sphère.
La base peut être réalisée dans une matière rigide, préférentiellement en polyamide PA2200.
Le couvercle est de préférence réalisé dans une matière rigide, et est recouvert d’une membrane souple, préférentiellement réalisée en silicone, mousse de polyéthylène ou caoutchouc néoprène. Le dispositif comporte avantageusement un système d’attaches pour relier la membrane souple au couvercle, ledit système d’attaches comportant préférentiellement des bandes adhésives ou auto-agrippantes. La membrane souple permet de simuler l’espace musculo-cutané de la paroi abdominale antérieure.
La membrane souple peut comporter des éléments de forme complémentaire aux orifices du couvercle, préférentiellement pleins et non creux, aptes à s’insérer dans ces derniers. Ces éléments constituent une surépaisseur de la membrane mimant avec plus de réalisme la peau et toutes ses couches internes ce qui permet in fine une simulation plus fidèle à la réalité lorsque l’apprenant simule la perforation de la paroi abdominale (meilleur retour de force notamment). Par ailleurs, en s’insérant dans les orifices du couvercle, les éléments permettent avantageusement de rendre solidaire la membrane souple et le couvercle sans nécessairement avoir recours à un système d’attaches.
Le couvercle est avantageusement de forme bombée vers l’extérieur du dispositif, présentant préférentiellement une forme ovoïde. Le couvercle comporte préférentiellement un côté concave faisant face à l’intérieur du dispositif et un côté convexe faisant face à l’extérieur du dispositif. Cette forme est différente de celui des dispositifs connus, et permet de mimer fidèlement le pneumopéritoine et ainsi de reproduire la paroi abdominale en condition de laparoscopie où la cavité abdominale offre un espace de travail tel qu’obtenu sous la contrainte d’un pneumopéritoine au bloc opératoire.
Le couvercle présente de préférence un ou plusieurs orifices de tailles adaptées pour laisser passer un ou plusieurs instruments chirurgicaux, préférentiellement un ou plusieurs trocarts. La disposition des orifices est avantageusement adaptée au positionnement des trocarts nécessaires à l’enseignement et l’expérimentation de la chirurgie, préférentiellement hépatique par voie laparoscopique, sur le dispositif selon l’invention. Ceci permet d’obtenir un retour haptique proche de la réalité lors de la mise en place des trocarts, et un bon maintien en place des trocarts en cours de procédure.
Le diamètre des orifices du couvercle peut être compris entre 2 et 10 cm, préférentiellement entre 4 et 8 cm. Ces dimensions permettent l’utilisation de trocarts classiques, afin d’éviter toute contrainte mécanique entre les trocarts et le couvercle, qui pourrait être responsable d’un conflit en cours de procédure.
Les parties latérales de la base présentent avantageusement chacune au moins un évidement, préférentiellement une fente, le couvercle comportant des éléments de forme complémentaire aptes à s’enfoncer dans lesdits évidements des parties latérales de la base, le dispositif comportant un système d’attaches pour relier la base au couvercle au niveau desdits éléments et évidements, préférentiellement des aimants. Cela permet d’assurer une parfaite congruence et stabilité des différentes parties du dispositif au cours d’une procédure pédagogique et/ou expérimentale. En outre, l’entretien du dispositif est ainsi aisé, le changement d’une pièce défectueuse ou usagée étant facilité.
Le dispositif peut comporter des cales aptes à être placées dans la cavité de la base afin de maintenir ledit organe dans la position souhaitée. Ceci permet de s’adapter aux caractéristiques et variations morphologiques de l’organe. Le dispositif peut comporter un jeu de trois cales. Ces cales jouent le rôle de cales rétropéritonéales en sous phrénique droit permettant l’accueil d’un foie de petite taille céphalo-caudale et transversale.
Le dispositif peut comporter en outre des pieds réglables, préférentiellement quatre, afin de modifier la position, préférentiellement la proclivité, du dispositif. Cela permet de reproduire le placement du patient en léger proclive, afin notamment d’obtenir une meilleure évacuation des fluides. La proclivité et le roulis du dispositif peuvent être ainsi aisément adaptés en fonction des caractéristiques morphométriques du modèle hépatique et de la procédure réalisée. Les pieds sont avantageusement télescopiques, étant préférentiellement réglables par vis sage/dévis sage dans des écrous collés au corps du dispositif.
Le dispositif peut être fabriqué par impression 3D, préférentiellement par frittage de poudre, la cavité étant préférentiellement créée à partir d’un modèle numérique d’un abdomen et/ou d’un organe à échelle de grandeur réelle.
Selon l’un autre de ses aspects, l’invention porte sur un ensemble comportant le dispositif selon l’invention et un système de pressurisation de l’organe, comportant préférentiellement un ou plusieurs réservoirs, et/ou une ou plusieurs tubulures, et/ou un ou plusieurs dispositifs de pressurisation.
Cet ensemble permet ainsi de s’approcher au plus près des conditions réelles d’une chirurgie. Le système de pressurisation permet de redonner à l’organe, pendant la simulation, une consistance et un comportement mécanique proche de l’organe in-vivo. Par exemple, des pressions proches des pressions physiologiques peuvent être obtenues en suspendant les réservoirs en hauteur, afin d’obtenir une pression hydrostatique suffisante, et/ou par un dispositif de pompes. La pressurisation de l’organe permet aussi de simuler un saignement si l’organe est incisé avant ou au cours de la procédure de coelioscopie. Par exemple, dans le cas d’une chirurgie hépatique, la pressurisation du modèle hépatique utilisé permet en particulier de simuler un saignement si ce modèle est incisé avant ou au cours d’une procédure d’hépatectomie, et/ou une fuite biliaire.
Ledit ensemble peut comporter en outre des cales aptes à être placées dans la cavité de la base et des pieds réglables, tels que décrits ci-dessus.
Les caractéristiques présentées ci-dessus en relation avec le dispositif s’appliquent également à l’ensemble, et vice- versa.
Selon l’un autre de ses aspects, l’invention porte sur un procédé de fabrication d’un dispositif selon l’invention, utilisant une imprimante 3D, une poudre à fritter et un modèle de l’organe dont la chirurgie est destinée à être simulée.
Une couche de résine ou de vernis peut être appliquée sur l’ensemble de la surface interne de la base et du couvercle, afin d’assurer l’étanchéité du dispositif.
Selon l’un autre de ses aspects, l’invention porte sur une base pour la simulation en chirurgie abdominale humaine, préférentiellement hépatique, préférentiellement laparoscopique, la base étant évidée, ayant une surface interne, présentant au moins une cavité adaptée pour accueillir au moins un organe, préférentiellement un foie, et comportant sur ladite surface interne un système de suspension pour attacher ledit organe à la base.
Selon l’un autre de ses aspects, l’invention porte sur un couvercle apte à être positionné sur une base pour la simulation en chirurgie abdominale humaine, préférentiellement hépatique, préférentiellement laparoscopique, le couvercle étant amovible et présentant un ou plusieurs orifices de taille adaptée pour laisser passer au moins un instrument chirurgical.
Selon l’un autre de ses aspects, l’invention porte sur une méthode de traitement chirurgical utilisant un dispositif selon l’invention.
Les caractéristiques présentées ci-dessus en relation avec le dispositif s’appliquent également à la base, au couvercle et à la méthode de traitement chirurgical, et vice-versa.
Le dispositif est avantageusement destiné à une simulation pour la chirurgie hépatique, en particulier simulation d’une laparoscopie, l’organe étant un foie.
Avantageusement, le couvercle étant amovible, il est possible d’utiliser le dispositif de simulation selon l’invention pour simuler une résection hépatique par voie ouverte, en enlevant tout simplement ledit couvercle, ou encore par voie mini-invasive robot assistée.
Brève description des dessins
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel
[Fig 1] la figure 1 illustre, en vue de dessus et de côté, un exemple de dispositif selon l’invention,
[Fig 2] la figure 2 illustre, en vue de dessus et de côté, le dispositif de la figure 1 sans le couvercle,
[Fig 3] la figure 3 représente un détail du dispositif de la figure 2,
[Fig 4] la figure 4 représente un détail du dispositif de la figure 2,
[Fig 5] la figure 5 représente les orifices du dispositif de la figure 4 et des canules adaptées, [Fig 6] la figure 6 illustre, en vue de dessus, le dispositif de la figure 2,
[Fig 7] la figure 7 représente le couvercle du dispositif de la figure 1, pris isolément,
[Fig 8] la figure 8 illustre, en vue de dessus et de côté, un exemple de dispositif selon l’invention où le couvercle est recouvert par une membrane souple,
[Fig 9] la figure 9 représente un exemple de membrane souple du dispositif de la figure 8, prise isolément, en vue de dessous,
[Fig 10] la figure 10 représente une variante de la membrane souple du dispositif de la figure 8, prise isolément, en vue de dessous,
[Fig 11] la figure 11 représente le dispositif de la figure 1 en vue de dessous, et
[Fig 12] la figure 12 montre le dispositif dans lequel un foie a été placé en son sein, fixé à l’aide du système de suspension.
Description détaillée
Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonctions identiques portent le même signe de référence. A des fins de concision de la présente description, ils ne sont pas décrits en regard de chacune des figures, seules les différences entre les modes de réalisation étant décrites. Sur les figures, les proportions réelles n’ont pas toujours été respectées, dans un souci de clarté.
On a illustré à la figure 1 un exemple de dispositif 1 selon l’invention. Ce dispositif est destiné à la simulation en chirurgie abdominale humaine, préférentiellement hépatique, préférentiellement laparoscopique, et comprend une base évidée 2 et un couvercle amovible 3.
Comme visible à la figure 2, la base 2, avantageusement réalisée dans une matière rigide, a une surface interne 2a, présentant, dans l’exemple décrit, une cavité 4 adaptée pour accueillir au moins un organe, et comportant sur ladite surface interne 2a un système de suspension 5 pour attacher ledit organe à la base 2.
La base 2 comporte un fond 2b relié à une partie proximale 2c et une partie distale 2d, lesdites parties proximale et distale étant reliées par deux parties latérales 2e et 2f. La base 2 a une forme générale trapézoïdale en vue de dessus, et la partie proximale 2c définissant deux demi-sphères convexes vers l’extérieur du dispositif 1. De préférence et comme représenté à la figure 3, le système de suspension 5 comporte trois réglettes 7, chacune comportant des passants pour attacher l’organe de façon anatomique au sein du dispositif, préférentiellement par ses ligaments et/ou des structures anatomiques de fixation et/ou par suspension, grâce préférentiellement à du fil de suture chirurgical. La base présente dans l’exemple décrit un moyen de fixation apte à fixer les canules sur la base, qui est dans cet exemple une réglette 6.
Comme visible aux figures 4 et 6, la base 2 présente plusieurs orifices 8, 9, 10, 11 permettant l’insertion d’un ou plusieurs éléments, préférentiellement des canules destinées à pressuriser l’organe et/ou permettant l’évacuation d’un fluide ou de fumée, préférentiellement par aspiration, comme représenté à la figure 5. La partie proximale 2c peut présenter un orifice 9, apte à recevoir une canule, comme représenté. Le fond 2b présente avantageusement un orifice 10 pour l’évacuation d’un fluide en provenance de l’organe, au niveau de la partie distale 2d, et également un orifice 11 au niveau de la cavité 4 de la base 2.
Comme visible à la figure 7, le couvercle 3, de forme ovoïde, est avantageusement réalisé dans une matière rigide, et est apte à être positionné sur la base 2 et présente, dans l’exemple considéré, plusieurs orifices 12 de taille adaptée pour laisser passer au moins un instrument chirurgical, préférentiellement un trocart.
Les parties latérales 2e et 2f de la base 2, comme visible à la figure 6, présentent chacune une fente 14, le couvercle 3 comportant des éléments 15 de forme complémentaire aptes à s’enfoncer dans ces fentes, représentées à la figure 7. Le dispositif 1 comporte avantageusement un système d’ attaches pour relier la base 2 au couvercle 3 au niveau desdits éléments 15 et fentes 14, par exemple ici des aimants.
Dans l’exemple de la figure 8, le couvercle 3 est recouvert d’une membrane souple 13. Le dispositif comporte avantageusement un système d’attaches pour relier la membrane souple 13 au couvercle 3, non représenté. La membrane souple 13 comporte, sur sa surface interne, des éléments 16 de forme complémentaire aux orifices 12 du couvercle 3, aptes à s’insérer dans ces derniers, comme visible à la figure 9. Préférentiellement, les éléments 16 sont pleins et non creux.
Dans l’exemple de la figure 10, la membrane souple est dépourvue des éléments 16, ce qui illustre un autre mode de réalisation possible. De préférence et comme dans l’exemple de la figure 11, le dispositif 1 comporte des pieds 18 réglables, afin de modifier la position, notamment la proclivité, du dispositif 1. Ces pieds sont situés sur la surface 2g de la base 2b opposée à la surface interne 2a, c’est-à- dire situés sur la surface extérieure et inférieure de la base du dispositif. La figure 12 montre le dispositif dans lequel un foie a été placé en son sein, fixé à l’aide du système de suspension. Le foie repose en partie dans la cavité 4 et est lié au système de suspension 5, plus précisément aux trois réglettes 7 constituant le système de suspension, via ses ligaments falciformes, triangulaires et coronaires. Le foie est ainsi posé et orienté d’une manière anatomiquement fidèle. Au cours d’une simulation d’hépatectomie, l’apprenant pourra libérer le foie en réalisant une section des ligaments.
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.
En particulier, plusieurs cavités peuvent être présentes dans le fond de la base.

Claims

Revendications
1. Dispositif (1) pour la simulation en chirurgie abdominale humaine, préférentiellement hépatique, préférentiellement par voie laparoscopique, comprenant :
- une base (2) évidée ayant une surface interne (2a), présentant au moins une cavité (4) adaptée pour accueillir au moins un organe, préférentiellement un foie, et comportant sur ladite surface interne (2a) un système de suspension (5) pour attacher ledit organe à la base (2), et
- un couvercle (3) amovible, apte à être positionné sur la base (2) et présentant un ou plusieurs orifices (12) de taille adaptée au moins pour laisser passer au moins un instrument chirurgical.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la base (2) présente un ou plusieurs orifices (8, 9, 10, 11) permettant l’insertion d’un ou plusieurs éléments, en particulier une ou plusieurs canules destinées à pressuriser l’organe et/ou permettant l’évacuation d’un fluide ou de fumée, notamment par aspiration.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le système de suspension (5) comporte au moins un moyen d’attache (7), préférentiellement une réglette, la réglette comportant au moins un passant pour attacher l’organe de façon anatomique au sein du dispositif (1), notamment par ses ligaments et/ou des structures anatomiques de fixation et/ou par suspension, grâce notamment à du fil de suture chirurgical.
4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la base (2) comporte un fond (2b) relié à une partie proximale (2c) et une partie distale (2d), lesdites parties proximale et distale étant reliées par deux parties latérales (2e, 2f), lesdites parties latérales, distale, proximale et/ou ledit fond présentant préférentiellement un ou plusieurs orifices (8, 9, 10, 11), ledit fond (2b) présentant préférentiellement au moins un orifice (10, 11) pour l’évacuation d’un fluide en provenance de l’organe, la base (2) ayant une forme générale trapézoïdale en vue de dessus, et la partie proximale définissant deux quarts de sphère convexes vers l’extérieur du dispositif (1).
5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la base (2) est réalisée dans une matière rigide, notamment en polyamide PA2200.
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couvercle (3) est réalisé dans une matière rigide, et est recouvert d’une membrane souple (13), notamment réalisée en silicone, mousse de polyéthylène ou caoutchouc néoprène, le dispositif (1) comportant préférentiellement un système d’attaches pour relier la membrane souple (13) au couvercle (3), ledit système d’attaches comportant préférentiellement des bandes adhésives ou auto-agrippantes.
7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couvercle (3) est de forme bombée vers l’extérieur du dispositif (1), présentant préférentiellement une forme ovoïde.
8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel les parties latérales (2e, 2f) de la base (2) présentent chacune au moins un évidement (14), préférentiellement une fente, le couvercle (3) comportant des éléments (15) de forme complémentaire aptes à s’enfoncer dans lesdits évidements (14) des parties latérales (2e, 2f) de la base (2), le dispositif (1) comportant un système d’attaches pour relier la base (2) au couvercle (3) au niveau desdits éléments (15) et évidements (14), préférentiellement des aimants.
9. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des cales aptes à être placées dans la cavité (4) de la base (2) afin de maintenir ledit organe dans la position souhaitée.
10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant des pieds (18) réglables afin de modifier la position, préférentiellement la proclivité, du dispositif (1).
11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, étant fabriqué par impression 3D, préférentiellement par frittage de poudre, la cavité (4) étant préférentiellement créée à partir d’un modèle numérique d’un abdomen et/ou d’un organe.
12. Ensemble comportant le dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes et un système de pressurisation de l’organe, comportant préférentiellement un ou plusieurs réservoirs, et/ou une ou plusieurs tubulures, et/ou un ou plusieurs dispositifs de pressurisation.
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