urovestВестник урологииUrology Herald2308-6424Rostov State Medical University10.21886/2308-6424-2021-9-1-22-31urovest-411Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESСоздание модели тренажёра для отработки навыка пункции полостной системы почки под ультразвуковым контролемCreation of a training simulator model for practising puncture of the kidney calyceal system under ultrasound controlhttps://orcid.org/0000-0002-6255-0193ГаджиевН. К.GadzhievN. K.

Нариман Казиханович Гаджиев — доктор медицинских наук; руководитель отделения дистанционной литотрипсии и эндовидеохирургии НИЦ урологии.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8

Nariman K. Gadjiev — M.D., Dr.Sc.(M); Head, ESWL and Endovideosurgery Division, Research Center of Urology.

197022, St. Petersburg, 6-8 Lev Tolstoy st.

nariman.gadjiev@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-7939-4062МищенкоА. А.MishchenkoA. A.

Александра Андреевна Мищенко — врач-уролог отделения дистанционной литотрипсии и эндовидеохирургии НИЦ урологии.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8

Alexandra A. Mishchenko — M.D.; Urologist, ESWL and Endovideosurgery Division, Research Center of Urology.

197022, St. Petersburg, 6-8 Lev Tolstoy st.

amischenko995@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5633-9164БритовВ. П.BritovV. P.

Владислав Павлович Бритов — доктор технических  наук, профессор; заведующий кафедрой оборудования и робототехники переработки пластмасс.

190013, Санкт-Петербург, Московский пр-т, д. 26

Vladislav P. Britov — Dr.Sc. (Engineering), Full Prof., Head, Dept. of Equipment and Technology of Plastics Processing.

190013, St. Petersburg, 26 Moskovsky ave.

deaf14@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4002-4811ХреновА. М.KhrenovA. M.

Алексей Михайлович Хренов — старший преподаватель кафедры оборудования и робототехники переработки пластмасс.

190013, Санкт-Петербург, Московский пр-т, д. 26

Aleksey M. Khrenov — Senior Lecturer, Dept. of Equipment and Technology of Plastics Processing.

190013, St. Petersburg, 26 Moskovsky ave.

a.khrenov@technolog.edu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7592-8167ГореловД. С.GorelovD. S.

Дмитрий Сергеевич Горелов — врач-уролог отделения дистанционной литотрипсии и эндовидеохирургии НИЦ урологии.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8

Dmitry S. Gorelov — M.D.; Urologist, ESWL and Endovi-deosurgery Division, Research Center of Urology.

197022, St. Petersburg, 6-8 Lev Tolstoy st.

dsgorelov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7095-9765ОбиднякВ. М.ObidnyakV. M.

Владимир Михайлович Обидняк — врач-уролог отделения дистанционной литотрипсии и эндовидеохирургии НИЦ урологии.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8

Vladimir M. Obidnyak — M.D.; Urologist, ESWL and Endovideosurgery Division, Research Center of Urology.

197022, St. Petersburg, 6-8 Lev Tolstoy st.

v.obidniak@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7797-8897ГригорьевВ. Е.GrigorievV. E.

Владислав Евгеньевич Григорьев — врач-уролог отделения урологии.

194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 4/2

Vladislav E. Grigoriev — M.D.; Urologist, Urology Division.

194044, St. Petersburg, 4/2 Academician Lebedev st.

vladislav.grigorev@outlook.comhttps://orcid.org/0000-0003-3246-7337СеменякинИ. В.SemenyakinI. V.

Игорь Владимирович Семенякин — доктор медицинских наук; ассистент кафедры урологии.

127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20, стр. 1

Igor V. Semenyakin — M.D., Dr.Sc. (M); Assist., Dept. of Urology.

127473, Moscow, 20, bldg. 1 Delegatskaya st.

dr.Semeniakin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3460-3427ПетровС. Б.PetrovS. B.

Сергей Борисович Петров — доктор медицинских наук, профессор; руководитель НИЦ урологии.

197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8

SergeyB. Petrov — M.D., Dr. Sc. (M); Full Prof.; Head, Research Center of Urology.

197022, St. Petersburg, 6-8 Lev Tolstoy st.

petrov-uro@yandex.ruФГБОУ ВО Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава РоссииРоссияPavlov First St. Petersburg State Medical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)РоссияSt. Petersburg State Technological Institute (Technical University)Russian FederationФГБУ Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова МЧС РоссииРоссияA.M. Nikiforov All-Russian Center for Emergency and Radiation MedicineRussian FederationФГБОУ ВО Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова Минздрава РоссииРоссияA.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and DentistryRussian Federation202116032021912231Copyright © Гаджиев Н.К., Мищенко А.А., Бритов В.П., Хренов А.М., Горелов Д.С., Обидняк В.М., Григорьев В.Е., Семенякин И.В., Петров С.Б., 20212021Гаджиев Н.К., Мищенко А.А., Бритов В.П., Хренов А.М., Горелов Д.С., Обидняк В.М., Григорьев В.Е., Семенякин И.В., Петров С.Б.Gadzhiev N.K., Mishchenko A.A., Britov V.P., Khrenov A.M., Gorelov D.S., Obidnyak V.M., Grigoriev V.E., Semenyakin I.V., Petrov S.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.urovest.ru/jour/article/view/411Введение

Введение. В современном мире при подготовке специалистов активно используется обучение на медицинских тренажёрах. Для обучения навыку пункции полостной системы почки создано немало тренажёров, от биологических до тренажёров виртуальной реальности, однако у всех есть недостатки — дороговизна, непродолжительный срок годности, несоответствие реальной анатомии чашечно-лоханочной системы почки.

Цель исследования

Цель исследования. Разработать модель тренажёра, которая будет идентична по своим анатомическим и акустическим свойствам почке и прилежащим тканям человека, а также удобна в использовании и доступна по цене.

Материалы и методы

Материалы и методы. Были созданы образцы тренажёров на основе глицерина и желатина. Было проведено исследование скорости звука во всех композициях, а также исследование трекообразования после прохождения пункционной иглы, а также способность композиций к зарастанию (слипанию) треков. Созданная модель тренажёра была протестирована врачами-урологами.

Результаты

Результаты. В результате испытаний было установлено, что образцы на основе желатина и глицерина более износостойки, их срок хранения дольше, чем у других образцов, и данная модель максимально приближена по своим акустическим свойствам к тканям человека. При апробации тренажёра специалисты высоко оценили качество визуализации как самого макета почки, так и иглы во время пункции, а также визуализацию при повторных пункциях.

Заключение

Заключение. Разработанный нами тренажёр может быть использован для обучения молодых специалистов, для оценки практических и теоретических навыков выпускников в рамках аккредитации, а также для постоянного повышения квалификации специалистов и при планировании оперативного вмешательства у конкретного пациента.

Introduction

Introduction. In the modern world, training on medical simulators is actively used in the training of specialists. To improve the skill of puncture of the cavity system of the kidney, many simulators have been created, from biological ones to virtual reality simulators, but all of them have drawbacks - high cost, short shelf life, inconsistency with reality.

Purpose of the study

Purpose of the study. To create a simulator model that will be identical in its anatomical and acoustic properties to the kidney and adjacent human tissues, as well as convenient to use and affordable for most universities and clinics.

Materials and methods

Materials and methods. The samples of simulators based on glycerin and gelatin were created. A study of the speed of sound in all compositions was carried out, as well as a study of track formation after passing the puncture needle, as well as the ability of the compositions to overgrow (sticking) tracks. The model of the simulator was tested by urologists.

Results

Results. As a result of the tests, it was found that the samples based on gelatin and glycerin are more wear-resistant, the shelf life is longer than that of other samples, and this model is as close as possible in its acoustic properties to human tissues. When testing the simulator, specialists highly appreciated the quality of visualization of both the kidney model itself and the needle during puncture, as well as visualization during repeated punctures.

Conclusion

Conclusion. The simulator developed by us can be used to train young specialists, to assess the practical and theoretical skills of graduates within the framework of accreditation, as well as to continuously improve the qualifications of specialists and when planning surgical intervention for a particular patient.

тренажёр для пункцииперкутанный доступжелатиновая композицияультразвуковая диагностикаскорость звукаобучение ординаторовpuncture simulatorpercutaneous approachgelatin compositionultrasound diagnosticssound speedtraining of residentsReferencesDyer RB, Regan JD, Kavanagh P V., Khatod EG, Chen MY, Za-goria RJ. Percutaneous nephrostomy with extensions of the technique: Step by step 1. Radiographics. 2002;22(3):503-25. DOI: 10.1148/radiographics.22.3.g02ma19503Dyer RB, Regan JD, Kavanagh P V., Khatod EG, Chen MY, Za-goria RJ. Percutaneous nephrostomy with extensions of the technique: Step by step 1. Radiographics. 2002;22(3):503-25. DOI: 10.1148/radiographics.22.3.g02ma19503Гаджиев Н.К., Бритов В.П., Григорьев В.Е., Мазуренко Д.А., Малхасян В.А., Писарев А.В., Обидняк В.М., Тагиров Н.С., Попов С.В., Петров С.Б. Создание аутентичной модели чашечнолоханочной системы почки пациентов для тренировки доступа при перкутанной нефролитотомии при сложных формах камней почек. Экспериментальная клиническая урология. 2017;2:52-6. eLIBRARY ID: 29899580Gadzhiev N.K., Britov V.P., Grigor'ev V.E., Mazurenko D.A., Malhasyan V.A., Pisarev A.V., Obidnyak V.M., Tagirov N.S., Popov S.V., Petrov S.B. Creating of the authentic model of human renal collecting system for training percutaneous nephrolithotomy acces in cases of complex kidney stones. Experimental and clinical urology. 2017;2:52-6. (In Russ.). eLIBRARY ID: 29899580Ahmed K, Jawad M, Abboudi M, Gavazzi A, Darzi A, Atha-nasiou T, Vale J, Khan MS, Dasgupta P. Effectiveness of procedural simulation in urology: a systematic review. J Urol. 2011;186(1):26-34. DOI 10.1016/j.juro.2011.02.2684Ahmed K, Jawad M, Abboudi M, Gavazzi A, Darzi A, Atha-nasiou T, Vale J, Khan MS, Dasgupta P. Effectiveness of procedural simulation in urology: a systematic review. J Urol. 2011;186(1):26-34. DOI 10.1016/j.juro.2011.02.2684Захаров Д.А., Барышева О.Ю., Балашов А.Т., Захаров И.Д., Везикова Н.Н. Фантомы для обучения навыкам ультразвукового исследования, УЗИ-навигации, биопсии методом «Свободной руки». Виртуальные технологии в медицине. 2020;(1):49. DOI: 10.46594/2687-0037_2020_1_49Zaharov D.A., Barysheva O.Ju., Balashov A.T. Zaharov I.D. Vezikova N.N. Fantomy dlja obuchenija navkam ul'trazvukovogo issledovanija, UZI-navigaci, biopsii meto-dom "svobodnojruki". Virtual'nye tehnologii v medicine. 2020;1:49. (In Russ.). DOI: 10.46594/2687-0037_2020_1_49Strohmaier WL, Giese A. Improved ex vivo training model for percutaneous renal surgery. Urol Res. 2009;37(2):107-10. DOI: 10.1007/s00240-009-0180-xStrohmaier WL, Giese A. Improved ex vivo training model for percutaneous renal surgery. Urol Res. 2009;37(2):107-10. DOI: 10.1007/s00240-009-0180-xSultan SF, Iohom G, Shorten G. A novel phantom for teaching and learning ultrasound-guided needle manipulation. J Med Ultrasound. 2013;21(3):152-5. DOI: 10.1016/j.jmu.2013.08.001Sultan SF, Iohom G, Shorten G. A novel phantom for teaching and learning ultrasound-guided needle manipulation. J Med Ultrasound. 2013;21(3):152-5. DOI: 10.1016/j.jmu.2013.08.001Adams F, Qiu T, Mark A, Fritz B, Kramer L, Schlager D, Wet-terauer U, Miernik A, Fischer P. Soft 3D-Printed Phantom of the Human Kidney with Collecting System. Ann Biomed Eng. 2017;45(4):963-72. DOI: 10.1007/s10439-016-1757-5Adams F, Qiu T, Mark A, Fritz B, Kramer L, Schlager D, Wet-terauer U, Miernik A, Fischer P. Soft 3D-Printed Phantom of the Human Kidney with Collecting System. Ann Biomed Eng. 2017;45(4):963-72. DOI: 10.1007/s10439-016-1757-5Stern J, Zeltser IS, Pearle MS. Percutaneous renal access simulators. J Endourol. 2007;21(3):270-3. DOI: 10.1089/end.2007.9981Stern J, Zeltser IS, Pearle MS. Percutaneous renal access simulators. J Endourol. 2007;21(3):270-3. DOI: 10.1089/end.2007.9981Knudsen BE, Matsumoto ED, Chew BH, Johnson B, Margulis V, Cadeddu JA, Pearle MS, Pautler SE, Denstedt JD. A randomized, controlled, prospective study validating the acquisition of percutaneous renal collecting system access skills using a computer based hybrid virtual reality surgical simulator: phase I. J Urol. 2006;176(5):2173-8. DOI: 10.1016/j.juro.2006.07.011Knudsen BE, Matsumoto ED, Chew BH, Johnson B, Margulis V, Cadeddu JA, Pearle MS, Pautler SE, Denstedt JD. A randomized, controlled, prospective study validating the acquisition of percutaneous renal collecting system access skills using a computer based hybrid virtual reality surgical simulator: phase I. J Urol. 2006;176(5):2173-8. DOI: 10.1016/j.juro.2006.07.011Mishra S, Kurien A, Ganpule A, Muthu V, Sabnis R, Desai M. Percutaneous renal access training: content validation comparison between a live porcine and a virtual reality (VR) simulation model. BJU Int. 2010;106(11):1753-6. DOI: 10.1111/j.1464-410X.2010.09753.xMishra S, Kurien A, Ganpule A, Muthu V, Sabnis R, Desai M. Percutaneous renal access training: content validation comparison between a live porcine and a virtual reality (VR) simulation model. BJU Int. 2010;106(11):1753-6. DOI: 10.1111/j.1464-410X.2010.09753.xAmini R, Kartchner JZ, Stolz LA, Biffar D, Hamilton AJ, Adhikari S. A novel and inexpensive ballistic gel phantom for ultrasound training. World J Emerg Med. 2015;6(3):225-8. DOI: 10.5847/wjem.j.1920-8642.2015.03.012Amini R, Kartchner JZ, Stolz LA, Biffar D, Hamilton AJ, Adhikari S. A novel and inexpensive ballistic gel phantom for ultrasound training. World J Emerg Med. 2015;6(3):225-8. DOI: 10.5847/wjem.j.1920-8642.2015.03.012Meek MEM, Meek JC, Hollowoa B, Li R, Deloney LA, Phelan KD. Lightly Embalmed Cadavers as a Training Tool for Ultrasound-Guided Procedures Commonly Used in Interventional Radiology. Acad Radiol. 2018;25(11):1503-1509. DOI: 10.1016/j.acra.2018.05.019Meek MEM, Meek JC, Hollowoa B, Li R, Deloney LA, Phelan KD. Lightly Embalmed Cadavers as a Training Tool for Ultrasound-Guided Procedures Commonly Used in Interventional Radiology. Acad Radiol. 2018;25(11):1503-1509. DOI: 10.1016/j.acra.2018.05.019Ristolainen A, Ross P, Gavsin J, Semjonov E, Kruusmaa M. Economically affordable anatomical kidney phantom with calyxes for puncture and drainage training in interventional urology and radiology. Acta Radiol Short Rep. 2014;3(5):2047981614534231. DOI: 10.1177/2047981614534231Ristolainen A, Ross P, Gavsin J, Semjonov E, Kruusmaa M. Economically affordable anatomical kidney phantom with calyxes for puncture and drainage training in interventional urology and radiology. Acta Radiol Short Rep. 2014;3(5):2047981614534231. DOI: 10.1177/2047981614534231Reznick RK, MacRae H. Teaching surgical skills--changes in the wind. N Engl J Med. 2006;355(25):2664-9. DOI: 10.1056/NEJMra054785Reznick RK, MacRae H. Teaching surgical skills--changes in the wind. N Engl J Med. 2006;355(25):2664-9. DOI: 10.1056/NEJMra054785Hammond L, Ketchum J, Schwartz BF. A new approach to urology training: a laboratory model for percutaneous nephrolithotomy. J Urol. 2004;172(5 Pt 1):1950-2. DOI: 10.1097/01.ju.0000140279.15186.20Hammond L, Ketchum J, Schwartz BF. A new approach to urology training: a laboratory model for percutaneous nephrolithotomy. J Urol. 2004;172(5 Pt 1):1950-2. DOI: 10.1097/01.ju.0000140279.15186.20

The authors declare that there are no conflicts of interest present.