一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型

摘要

本发明公开了一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型，包括：底座；上盖框架，扣装在底座上，具有中空槽；仿真人体组织，填充并覆盖中空槽，与底座形成密封腔体；仿真人体皮肤，包裹并贴合在仿真人体组织上；动物脊椎替换芯，填充在密封腔体内，包括与密封腔体形状相适配的包裹层和设置在包裹层内的动物脊椎，包裹层与动物脊椎之间填充有发泡硅胶。本操作模型结构巧妙，能够高度模拟真实的人体脊椎组织结构，且能够反复使用，而且能够允许易产热的器械对动物脊椎替换芯进行穿刺操作，做到了对不同类型的穿刺手术操作的适用，降低教学成本的同时，还能有效提高学员的学习积极性和学习效果。

说明书

技术领域

本发明涉及医学教学设备领域，特别涉及一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型。

背景技术

外科医生的成长离不开日积月累的实践经验，专业的培训可以提高医生的业务水平，但实际上医院或者学校无法给学员提供足够的临床手术的实践机会。目前大部分医生是通过人体尸体来进行培训，人体尸体不仅来源有限，劳务费用高昂，对场地要求也较高，且所能耐受的训练时间亦非常有限，因此学员无法快速掌握操作技术，很大程度上限制了学员的学习效果及积极性。

穿刺技术是医学教学的重点，初学者需要更多的临床实践经验才能熟练掌握这项技术，为了满足培训练习的需求，市面上出现了相应的脊椎穿刺虚拟模型培训设备，但是这些手术模型几乎全部是一次性使用或可重复使用率低的模型，很难满足大规模培训练习的需求；此外，现在的脊椎穿刺虚拟模型培训设备成本昂贵，且这类模型的脊椎通常为人造脊椎，与真实的人体脊椎组织存在一定的差异，设备模型与真实手术环境区别较大，手术器械练习操作体验感也差，且由于其他模拟组织材质的差异问题，导致使用易产热的器械如电极、高频电刀、超声刀等器械直接对模型进行插入、切割等操作的效果极差，导致学员在练习过程中无法使用这些易产热的器械进行操作，影响学员练习的质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型，能够高度模拟真实的人体脊椎组织结构，适配多种手术器械，且能够反复使用，能有效提高学员的学习积极性和学习效果。

根据本发明实施例的一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型，包括：底座；上盖框架，扣装在所述底座上，具有中空槽；仿真人体组织，填充并覆盖所述中空槽，与所述底座形成密封腔体；仿真人体皮肤，包裹并贴合在所述仿真人体组织上；动物脊椎替换芯，填充在所述密封腔体内，包括与所述密封腔体形状相适配的包裹层和设置在所述包裹层内的动物脊椎，所述包裹层与所述动物脊椎之间填充有发泡硅胶。

根据本发明实施例的一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型，至少具有如下有益效果：

本模拟生物组织脊椎的器械操作模型结构简单，通过设置仿真人体组织以及动物脊椎，使得本模型的结构、质感和医学影像的特质与真实的人体组织结构高度相似，学员不需要去到手术现场即反复进行多次的穿刺手术训练，方便教学；同时，得益于动物脊椎替换芯的可替换性，用户可根据实际培训需求选择性的更换动物脊椎，适配性强，由于动物脊椎与人体脊椎的构造差异小，采用动物脊椎能够高度模拟人体脊椎的构造，具有与传统使用尸体进行穿刺手术相似的优点与效果，保证真实度的同时，还很大程度上控制了教学成本，降低了模型制造了难度，适用于多种类型的脊椎穿刺教学，一致性高；此外，本模型通过在包裹层与动物脊椎之间填充发泡硅胶，充分利用发泡硅胶的透水透气性、耐热性、优良的电性能和化学稳定性，使得发泡硅胶能够高度模拟动物脊椎周边的组织特性，具备一定的水压保护作用，即发泡硅胶的材质特性结合动物脊椎的材质特性能够允许易产热的器械对本动物脊椎替换芯进行穿刺操作，做到对不同类型的穿刺操作的适用，大大提高了本模型的适用能力；另外，本模型通过设计密封腔体，使得本模型仅能够通过透视机观察实时的操作进程，防止学员随意展开查看模型内部状态，尽可能的做到还原手术实操环境，提高教学效果和教学质量。本模型结构巧妙，能够高度模拟真实的人体脊椎组织结构，且能够反复使用，而且能够允许易产热的器械对动物脊椎替换芯进行穿刺操作，做到了对不同类型的穿刺手术操作的适用，降低教学成本的同时，还能有效提高学员的学习积极性和学习效果。

根据本发明的一些实施例，所述底座上设有凹槽，所述上盖框架上设有与所述凹槽相配合的凸块。

根据本发明的一些实施例，所述上盖框架可通过螺钉固定在所述底座上。

根据本发明的一些实施例，所述底座上设有弧形集水槽，所述底座上还安装有导向引流管，所述导向引流管与所述弧形集水槽连通。

根据本发明的一些实施例，所述底座的底部具有储水箱，所述储水箱的上端和下端分别开设有注水孔和排水孔，所述注水孔和所述排水孔均可用止水塞密封。

根据本发明的一些实施例，所述包裹层由高密度海绵制成。

根据本发明的一些实施例，所述仿真人体皮肤包括皮革内层和硅胶外层，所述皮革内层包裹并贴附在所述仿真人体组织上，所述硅胶外层包裹并贴附在所述皮革内层上。

根据本发明的一些实施例，所述仿真人体组织由发泡海绵制成。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的另一结构示意图；

图3为本发明实施例的结构分解图；

图4为本发明实施例的另一结构分解图

图5为本发明实施例的剖视图；

图6为本发明实施例的另一剖视图；

图7为本发明实施例中动物脊椎的结构示意图。

其中：底座100、凹槽110、弧形集水槽120、导向引流管130、储水箱140、排水孔150、上盖框架200、凸块210、仿真人体组织300、仿真人体皮肤400、皮革内层410、硅胶外层420、密封腔体500、动物脊椎替换芯600、包裹层610、动物脊椎620、发泡硅胶630、螺钉700、塑料螺钉800。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1、图3、图4、图5和图7，本发明公开了一种模拟人体组织脊椎特性的操作培训模型，包括底座100、上盖框架200、仿真人体组织300、仿真人体皮肤400和动物脊椎替换芯600，其中，上盖框架200扣装在底座100上，保证模型的整体性和美观性，上盖框架200具有中空槽，仿真人体组织300填充并覆盖中空槽，仿真人体组织300填充上盖框架200的中空槽后，仿真人体组织300与底座100形成密封腔体500，仿真人体皮肤400包裹并贴合在仿真人体组织300上，动物脊椎替换芯600填充在密封腔体500内，动物脊椎替换芯600包括与密封腔体500形状相适配的包裹层610和设置在包裹层610内的动物脊椎620，包裹层610与动物脊椎620之间填充有发泡硅胶630。

本模型结构简单，通过设置仿真人体组织300以及动物脊椎620，使得本模型的结构、质感和医学影像的特质与真实的人体组织结构高度相似，学员不需要去到手术现场即反复进行多次的穿刺手术训练，方便教学；同时，得益于动物脊椎替换芯600的可替换性，用户可根据实际培训需求选择性的更换动物脊椎620，适配性强，由于动物脊椎620与人体脊椎的构造差异小，采用动物脊椎620能够高度模拟人体脊椎的构造，具有与传统使用尸体进行穿刺手术相似的优点与效果，保证真实度的同时，还很大程度上控制了教学成本，降低了模型制造了难度，适用于多种类型的脊椎穿刺教学，一致性高。

此外，本模型通过在包裹层610与动物脊椎620之间填充发泡硅胶630，充分利用发泡硅胶630的透水透气性、耐热性、优良的电性能和化学稳定性，使得发泡硅胶630能够高度模拟动物脊椎周边的组织特性，具备一定的水压保护作用，即发泡硅胶630的材质特性结合动物脊椎620的材质特性能够允许易产热的器械对本动物脊椎替换芯进行穿刺操作，做到对不同类型的穿刺操作的适用，大大提高了本模型的适用能力。

另外，本模型通过设计密封腔体500，使得本模型仅能够通过透视机观察实时的操作进程，防止学员随意展开查看模型内部状态，尽可能的做到还原手术实操环境，提高教学效果和教学质量。

本模型结构巧妙，能够高度模拟真实的人体脊椎组织结构，且能够反复使用，而且能够允许易产热的器械对动物脊椎替换芯600进行穿刺操作，做到了对不同类型的穿刺手术操作的适用，降低教学成本的同时，还能有效提高学员的学习积极性和学习效果。

在本发明的一些实施例中，发泡硅胶630填充在动物脊椎620与包裹层610之间，需要理解的是，发泡硅胶630是由硅胶和固化剂按1:1的配比制成，发泡硅胶630为白色硫化后成为柔软的弹性材料，具有优良的电性能和化学稳定性，线收缩率低，即发泡硅胶630的材质特性结合动物脊椎620的材质特性能够允许易产热的器械对本动物脊椎替换芯600进行穿刺操作，同时，因为发泡硅胶630的锁水能力好，其与动物脊椎620的适配性高，使得使用发泡硅胶630作为动物脊椎替换芯600内的填充物质的穿刺教学模型更具接近实际的手术操作手感。

此外，再参见图3和图5，包裹层610由高密度海绵制成，高密度海绵是指每立方米海绵的重量达到45公斤以上的海绵，高密度海绵具有密度高、能够吸收外力、手感细腻、柔软以及舒适的特点，而仿真人体组织300是由发泡海绵制成，发泡海绵的密度与人体皮下组织的密度极为接近，以此高度模拟人体组织的结构特性，同时提高仿真人体组织300的重复使用率，另外，由高密度海绵制成的包裹层610方便在学员对动物脊椎替换芯600进行穿刺手术实操过程中动物脊椎替换芯600内渗透出的水流入底座100的弧形集水槽120中。

可以理解的是，在本实施例中，动物脊椎替换芯600呈圆柱状，底座100上设有开口朝上的第一弧形槽，而仿真人体组织300设有开口朝下的第二弧形槽，第一弧形槽的形状与第二弧形槽的形状相适配，操作人员在对本模型进行组装时，即可先将包裹并贴附有仿真人体皮肤400的仿真人体组织300填充并覆盖上盖框架200的中空槽，然后将动物脊椎替换芯600放置在第一弧形槽上，上盖框架200扣装在底座100上时，第一弧形槽的形状与第二弧形槽即构成用于密闭容置动物脊椎替换芯600的密封腔体500，装配简单，做到了高度模拟人体组织结构的同时，还具备着拆卸方便，可重复使用的优点。

在本发明的一些实施例中，为了进一步模拟人体背部皮肤组织结构，参见图3，仿真人体皮肤400包括皮革内层410和420，皮革内层410包裹并贴附在仿真人体组织300上，硅胶外层420包裹并贴附在皮革内层410上，硅胶外层420由中等密度的仿人皮下组织结构的材料制成，仿真人体皮肤400的厚度与真实的人体皮肤厚度接近，以此高度还原人体背部皮肤结构，尽可能的达到高度还原手术实操环境的目的，提高教学效果和教学质量。

此外，参见图1和图4，为了加强仿真人体皮肤400装配的便捷性和稳固性，皮革内层410和硅胶外层420均通过塑料螺钉800固定在上盖框架200上，具体的，上盖框架200沿周向设有多个螺钉孔，硅胶外层420包裹并贴附在皮革内层410上后，硅胶外层420与皮革内层410即可通过塑料螺钉800一并固定在上盖框架200上。应该理解的是，与传统的使用金属螺钉对仿真人体皮肤400进行结构锁定或固定的方式相比，塑料螺钉800在透视机的照射下不会产生阴影和黑点，有利于透视机更为清晰的成像，提高透视机的成像准确度，方便导师或学员判断实操手术效果。

在本发明的一些实施例中，再参见图3和图4，为了更好的确保本模型能够处于一个密闭且稳定的结构状态下，底座100上设有凹槽110，上盖框架200上设有与凹槽110相配合的凸块210，具体的，在本实施例中，底座100上设有四处凹槽110，而上盖框架200上对应设有四个凸块210，凹槽110与凸块210的配合设计方便上盖框架200能够稳定地扣装在底座100上，防止学员在对本模型进行穿刺手术操作时仿真人体组织300以及动物脊椎替换芯600出现晃动移位等不良状况；进一步的，上盖框架200还可通过螺钉700固定在底座100上，进一步加强整个模型的结构稳固性，具体的，在本实施例中，底座100的两侧壁上均设有螺钉孔，上盖框架200对应设有与螺钉孔配合的通孔，上盖框架200即可通过螺钉700稳定地固定在底座100上。

在本发明的一些实施例中，再参见图2和图3，为了加强本模型的结构稳定性，底座100呈U型状，上盖框架200呈与底座100形状相适配的倒U型状，模型在装配时，先将包裹并贴附有仿真人体皮肤400的仿真人体组织300填充并覆盖上盖框架200的中空槽，仿真人体皮肤400的周向边缘位置处通过塑料螺钉800固定在上盖框架200上，然后将动物脊椎替换芯600放置在第一弧形槽上，上盖框架200再扣装底座100上，最终通过螺钉将上盖框架200固定在底座100上完成整体模型的装配，整个模型即呈封闭的倒U型状，提高模型的结构稳定性，并可使得动物脊椎替换芯600能够稳固的置于密封腔体500内，同时，当学员在对本模型进行穿刺手术实操时，学员或多或少会使用手术器械锤击模型，而得益于模型倒U型状，使得模型具有很好的抗挤压强度和回弹力，能很好的模拟真实人体在手术中使用器械敲击时的回弹力反馈，使得穿刺手术更具真实性；此外，由于整个模型的上表面呈弧面状，即弧面结构能够使得本模型在透视机的透视下显示出较好的图像画面效果，并可通过调整底座100和上盖框架200的厚度，使整个模型的厚度处于透视机仪器的固定参数内，透视机对其照射后反馈处的图像效果更加贴近真实人体的图像效果，能够达到适配多种类型的透视机的目的，提高工作效率。

另外，参见图2、图4和图6，在本发明的一些实施例中，为了方便导师调整本模型的重量以使模型体重更符合人体的实际体重，底座100的底部具有储水箱140，储水箱140的上端和下端分别开设有注水孔和排水孔150，注水孔和排水孔150均可用止水塞密封，在本实施例中，底座100呈U型状，底座100的底部具有空腔，而储水箱140即为开设在底座100底部处的空腔，应该理解的是，本模型在组装之前，导师或学员可先通过注水孔向储水箱140内注入液态水或硅胶，底座100增重完毕后，即可将动物脊椎替换芯600、仿真人体组织300、仿真人体皮肤400以及上盖框架200依次装配，完成模型的组装，通过上述操作达到增加整个模型重量的目的，进而模拟并匹配真实人体的实际体重，以此高度还原手术的实操环境，还能有效避免学员在使用相应的器材对本模型的外壁敲击时模型出现移动；同时，向模型内注水还能避免学员在实操过程中由于模型重量过轻而出现意外的滑移、错位等影响手术精度的情况，液体水注入过多时，多余的液体水即可通过设置在储水箱140下端的排水孔150排出，方便且实用。

此外，在本发明的一些实施例中，底座100上设有弧形集水槽120，底座100上还安装有导向引流管130，导向引流管130与弧形集水槽120连通，需要理解的是，当训练学员使用本模型进行实操手术之前，工作人员或指导员会将内窥镜通入到本模型内的动物脊椎替换芯600内，并通过内窥镜的冲洗通道将液体水注入至动物脊椎替换芯600内，以使动物脊椎620和发泡硅胶630渗入一定的液体水，进一步模拟人体真实脊椎结构，而在训练学员进行穿刺实操手术练习时，动物脊椎替换芯600渗出的水即可流入至底座100的弧形集水槽120内，此部分的液态水即可通过导向引流管130排出至模型外，方便实用，显然，弧形集水槽120的设计还方便了本模型的排水。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。