3D-тренажёр колоноскопии Kyoto Kagaku MW24 NKS — трёхмерная анатомия по данным КТ-колонографии

Kyoto Kagaku MW24 NKS — физический 3D-тренажёр для освоения техники колоноскопии с настоящим эндоскопом. В прозрачном корпусе установлена сменная модель прямой и ободочной кишки. Обучающийся видит изображение на экране эндоскопической системы, а преподаватель одновременно наблюдает форму кишечной петли и положение конца аппарата через стенку корпуса. Такая компоновка помогает связать действие рукой с изменением геометрии модели и объяснить затруднение непосредственно в момент выполнения упражнения.

Геометрия кишечной модели разработана с использованием анализа данных компьютерной томографической колонографии. На практике это даёт преподавателю воспроизводимую пространственную основу для разбора нескольких вариантов прохождения сигмовидной кишки. Внутри корпуса гибкая трубка закрепляется в определённых точках. Её свободные участки меняют форму при воздействии эндоскопа. Наставник может показать, как движение, которое на экране кажется небольшим, сопровождается заметным изменением петли на наружном виде.

Мягкие и твёрдые полимерные компоненты выполняют разные функции. Корпус и основание задают положение учебной системы, а кишечная трубка отвечает за форму просвета и подвижность участка. Прозрачная брюшная стенка закрывает пространство сверху и позволяет отрабатывать ручную компрессию. Модель не содержит латекса. Для выбора учебного места важна доступность корпуса с нескольких сторон, чтобы один участник мог работать эндоскопом, а другой наблюдать конфигурацию кишки или выполнять предусмотренную заданием наружную поддержку.

Для MW24 используется реальный колоноскоп. Производитель рекомендует наружный диаметр рабочей части от 9,2 до 11,8 мм. Колоноскоп и эндоскопическая система предоставляются учебным центром. До комплектования места сопоставляют наружный диаметр имеющегося аппарата с указанным диапазоном и предусматривают монитор для отображения изображения. Сам тренажёр формирует физическую среду, в которой отрабатываются ориентация, управление концом аппарата и изменение формы кишечной петли.

При планировании аудитории учитывают расположение процессора, монитора и рабочей части колоноскопа. Обучающийся должен видеть изображение, а преподаватель — корпус и руки участника. Для наружного наблюдения важны свободный обзор и освещение прозрачных поверхностей. Если монитор развёрнут к группе, сохраняют удобное положение оператора относительно входа модели. Такое размещение позволяет нескольким участникам обсуждать один эпизод, не перемещая тренажёр во время прохождения заданного участка.

Для кишечной трубки предусмотрен отдельный лубрикант, для наружной поверхности колоноскопа — специальный гель. В комплекте для российского рынка указаны пятнадцать пакетов по 50 мл и пятнадцать пакетов по 20 мл соответственно. Эти материалы учитывают раздельно при планировании расхода. Количество пакетиков само по себе не задаёт число занятий, поскольку подготовка модели и использование геля для инструмента относятся к разным этапам работы и зависят от организации учебной сессии.

Модель ободочной и прямой кишки с крышкой и пробкой имеет заводской артикул 11403-010. Для пополнения лубриканта кишечной модели используется позиция 11403-020, а для геля колоноскопа — 11403-030. При закупке указывают код тренажёра 11403-000 и нужный расходный элемент. Это помогает центру планировать замену именно той части, которая участвует в тренировке, сохраняя основной корпус, основание и другие пригодные для дальнейшей работы детали.

При подборе MW24 для курса эндоскопии определяют, какие задачи следует показать на прозрачном корпусе, а какие участник будет решать по эндоскопическому изображению. Для начального занятия подходят распознавание трёх складок прямой кишки и работа с короткой альфа-петлёй. Позднее преподаватель вводит длинную альфа-петлю, N-конфигурацию, смену положения корпуса и ручную компрессию. Порядок упражнений выбирают с учётом предыдущего опыта группы и принятой программы подготовки.

Результаты практики удобно фиксировать в карте занятия. Преподаватель указывает исходную укладку, положение корпуса, доступность внешнего обзора и навыки, которые оценивались. Для повторной попытки можно сохранить условия и изменить только объём подсказок. Тогда различия в выполнении связывают с действиями участника, а не со случайной перестройкой модели. Использование реального колоноскопа и одновременно наблюдаемой формы кишки даёт наставнику материал для конкретной обратной связи по каждому учебному эпизоду.

Что регистрирует симулятор и как устроен разбор занятия

Обратная связь может поступать от механической метки, измерительного датчика, программного сценария или наблюдателя. Это разные источники свидетельств. В частности, заранее запрограммированная реакция модели не обязательно означает, что предыдущее действие участника было измерено. При разборе полезно отделить условие запуска события от параметра, который действительно зафиксирован системой.

В тестовом сценарии заранее отмечают точки начала и окончания. После прохождения открывают журнал и сопоставляют с ним независимые наблюдения инструктора. Отдельно проверяют доступ к исходным данным после закрытия занятия. Если видна только общая оценка, выясняют по документации, можно ли получить перечень событий и единицы измерения. Состав измеряемых показателей важнее количества строк в отчёте.

Сведения об исполнении

Разбор практической ситуации

При разборе видеозаписи один инструктор отмечает момент контакта, другой — момент устойчивой фиксации результата. Даже при покадровом просмотре их метки могут не совпасть. Разница относится к определению события, а не только к точности камеры. Если индикатор тренажёра фиксирует третье условие, его значение нужно явно отделить от экспертных отметок.

Автоматический отчёт проверяют на выбранной учебной попытке, для которой есть независимое наблюдение. Сравнивают не только итоговый балл, но и те шаги, от которых он зависит. Так определяется, достаточно ли отчёта для целей именно этого занятия.

Внутреннее устройство учебной модели и границы реалистичности

Учебная модель воспроизводит выбранные свойства объекта, а не все его свойства одновременно. Геометрия, тактильная реакция, видимость в методе визуализации и устойчивость к повторным манипуляциям требуют разных материалов и конструкций. Поэтому описание реалистичности раскрывают через наблюдаемый признак: что видит участник, что ощущает инструмент и что может независимо подтвердить преподаватель.

У тренажёра с хорошо различимой целью и у тренажёра с реалистичным сопротивлением материала могут быть разные учебные преимущества. Чтобы оценить нужное свойство, меняют одно условие, а остальные держат постоянными. Если задача относится к навигации по изображению, фиксируют, видна ли структура в выбранной системе. Если задача относится к тактильному действию, определяют наблюдаемое подтверждение результата.

Сменная вставка, расходники и подготовка следующей попытки

Долговечность учебной станции определяется не только корпусом. Материал, через который проходит инструмент или на котором выполняется действие, постепенно меняет свойства. У отдельных изделий заменяется небольшая вставка; у других — более крупный узел. В комплектной ведомости модель, расходуемую рабочую часть, имитационные жидкости и средства восстановления учитывают раздельно.

Представим, что сменный элемент заменяется по состоянию поверхности. Десять действий в одной точке и десять равномерно распределённых действий дают одинаковый счёт попыток, но могут требовать разного обслуживания. Поэтому учебный журнал связывает попытки с зоной работы и результатом осмотра. Это позволяет предметно обсуждать запас вставок без обещания универсального ресурса.

Какие характеристики можно сопоставить

Размеры, ширина × глубина × высота

Для 3D-тренажёр колоноскопии Kyoto Kagaku MW24 NKS в описании приведено «Около 43 × 28 × 16 см» (Размеры, ширина × глубина × высота). Размер всегда относится к двум определённым точкам. Прежде чем ставить его в один ряд с данными другой модели, отмечают эти точки на чертеже. Учитывают, измеряли ли только корпус, рабочий участок, установленную принадлежность или сборку с выступающими деталями. При изменяемой геометрии статический размер и зона движения описываются разными строками.

Масса

Для 3D-тренажёр колоноскопии Kyoto Kagaku MW24 NKS в описании приведено «Около 6 кг» (Масса). Масса самого изделия, разрешённая нагрузка и нагрузка на отдельное крепление относятся к разным объектам. Даже при единой единице измерения числа нельзя сопоставлять, пока не определено, что входит в каждую величину. Положение центра нагрузки и состав установленной оснастки иногда оказываются существеннее разницы между двумя номиналами.

Модель ободочной и прямой кишки с крышкой и пробкой

Для 3D-тренажёр колоноскопии Kyoto Kagaku MW24 NKS в описании приведено «В комплекте, сменная деталь 11403-010» (Модель ободочной и прямой кишки с крышкой и пробкой). Для лабораторной величины определяют тип материала, способ подготовки и единицу работы. Один результат может требовать нескольких операций, а подготовка контроля или повтор занимают ресурсы без увеличения числа выданных результатов. Из описания отдельного реагента или кассеты нельзя автоматически вывести полный расход на смену. Его рассчитывают по принятому сценарию загрузки.

Материалы

Для 3D-тренажёр колоноскопии Kyoto Kagaku MW24 NKS в описании приведено «Мягкий и жёсткий полимер, без латекса» (Материалы). Состав и конструкция рабочей части могут определять её механическое поведение, допустимую обработку и порядок осмотра. Даже одинаковое название основного материала не описывает все покрытия, клеевые соединения и границы погружения. Информацию о материале читают вместе с инструкцией на готовое изделие. Свойства сырья не заменяют подтверждённых свойств собранного узла.

Пример из раздела · Accurate BeautySim MASBEA

В BeautySim обучающийся выбирает участок на модели лица и выполняет учебную инъекцию сенсорным шприцем. Программа связывает пространственное положение иглы и поданный объём с выбранным виртуальным случаем. Преподаватель может увидеть движение внутри трёхмерной модели и обсудить результат вместе с участником. Аппаратная голова задаёт физические ориентиры для руки, а программа показывает анатомический контекст, который скрыт под поверхностью.

Другой вариант задания — сохранить анатомическую мишень и сравнить несколько попыток по соответствию назначенному в сценарии объёму. Учащемуся полезно до начала назвать целевой результат, а после завершения сопоставить его с показанием программы. При этом объём является параметром учебного задания. Он выбирается преподавателем и программой в контексте конкретного случая. Карточка симулятора описывает возможность его измерения и не задаёт дозировки или рекомендации по инъекциям для пациента.

Для инъекций филлеров описан контроль ошибок, связанных с попаданием в подкожные артериальные структуры. Преподаватель может использовать этот признак на занятии по анатомической ориентировке. Перед попыткой участник обозначает предполагаемое расположение сосудов, а после получает возможность проверить положение иглы в виртуальной модели. Здесь предметом оценки становится распознавание риска внутри учебного случая. Для практикума заранее согласуют, какие сосудистые структуры и события доступны в выбранной версии.

Также описаны дополнительные возможности дополненной реальности с Microsoft HoloLens 2 и ультразвуковая визуализация анатомии лица с датчиком. Их наличие зависит от аппаратного и программного исполнения. Если курс предполагает работу с УЗ-изображением, при заказе указывают датчик и соответствующий модуль. Если нужна демонстрация голографической сосудистой анатомии, отдельно согласуют гарнитуру, программный доступ и число мест. Эти способы визуализации требуют собственной подготовки занятия.

Пример из раздела · Asclepia BE MED SKILLED

Рабочая модель строится по данным КТ высокого разрешения. При изменении ракурса учащийся видит взаимное расположение костных ориентиров в объёме. Стереоскопические очки помогают рассматривать глубину операционного поля. Несколько наблюдателей могут видеть трёхмерное изображение одновременно, поэтому преподаватель способен комментировать действия без передачи управления от основного участника. Для демонстрационной группы заранее рассчитывают число мест с подходящим обзором и необходимое оснащение для наблюдателей.

Гаптический манипулятор согласует положение виртуального инструмента с движением руки и формирует силовую обратную связь. В описываемой конфигурации форма рукоятки воспроизводит хирургическую бормашину Storz Unidrive II. Это важно для постановки кисти. Участник должен удерживать рукоятку и одновременно следить за положением рабочего конца относительно объекта на экране. Регулируемые опоры для кистей помогают установить воспроизводимое исходное положение перед серией попыток.

В программном предложении описана возможность создания заданий по данным КТ. Для кафедры это означает потенциальную работу с собственной анатомической коллекцией в согласованной версии. До заказа такого расширения следует определить, нужно ли только воспроизводить готовые модели или преподаватели будут самостоятельно готовить сценарии. Во втором случае в состав предложения включают соответствующие программные средства и подготовку пользователей. Наличие готовых заводских случаев само по себе не определяет доступ к редактору.

Для пары правой и левой височных костей можно подготовить зеркальные задания. Участник сначала называет рабочую сторону и показывает ориентиры на исходной модели, затем выбирает положение рукоятки и опоры кисти. При переходе на противоположную сторону преподаватель оценивает, изменил ли учащийся пространственное представление или механически воспроизвёл прежнее движение. После обеих попыток обсуждают сходство анатомических целей и различие рабочих ракурсов. Это наглядно объясняет, зачем при выборе библиотеки учитывать наличие обеих сторон.

Вопросы для проверки