新型高仿真皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼、关节医学模型的制作方法

本发明涉及医学教育设备技术领域，确切地说是一种新型高仿真皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼关节医学模型。

背景技术：

医学教育采用的医学模型中，现有传统方法制作的各种全身或分体局部医学模型多为较硬的塑料材质，模拟皮肤不柔软，手术切口或局部损坏时用户无法修补造成浪费，皮肤缝合时容易撕裂，模拟皮下组织及肌肉弹性欠佳，甚至皮肤、皮下组织、肌肉与骨骼一体化，关节运动不灵活，不符合人体结构。近年来有人进行了研究，如专利号cn201020138061.7肢体骨骼运动仿真结构，专利号cn103165008.a下臂骨骼运动仿真结构，虽然能使四肢骨骼关节灵活运动，但是该专利的相邻关节面连接的骨骼、关节均利用大量金属制作，改变了人体骨骼结构；用这种结构无法制作中医针刺模型。现有技术制作的骨骼是塑料材质，用注塑机注塑为实体，缺乏骨髓腔，塑料材质可被x线穿透，在x线片上骨骼显影不佳，或即使显影也缺乏骨髓腔，骨骼的关节用金属件连接可在x线片上显出明显金属影像，干扰x线诊断和骨科手术；无关节囊结构，无法进行关节脱位的手法复位训练。总之，现有技术制作的医学模型，由于仿真性能差，不能满足完全教学要求，因此研制出新型高仿真皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼、关节结构的医学模型是非常必要的。

技术实现要素：

本发明的目的是研制出一种新型高仿真皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼关节的全身或分体局部的医学模型，皮肤柔软、容易清洁、耐老化，抗撕裂耐缝合、皮下组织及肌肉富有弹性、手术切口或局部损坏时可修补重复使用，显著延长使用寿命，骨骼及骨髓腔可在x线片显影，关节活动灵活，可进行关节脱位的手法腹位技能训练效果逼真、显著提高教学效果。

本发明可解决现有技术制作的各种全身或分体局部的医学模型皮肤不柔软或虽柔软但手术缝合容易撕裂、缺乏皮下组织或皮下组织不够柔韧、肌肉缺乏弹性无法进行中医针刺训练、手术切口或局部因多次穿刺损坏无法修补、骨骼x线不能显影或缺乏骨髓腔、关节连接处用金属结构x线显示金属伪影,不能进行关节脱位的手法复位等影响教学效果的难题，填补世界医学教育设备的空白。是世界首创的一种新型高仿真皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼、关节医学模型。

一种新型高仿真皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼关节医学模型，它包括：高仿真人体皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼关节连接结构，其特征在于:模型尺寸1：1自然大形态的分体高仿真人体模型皮肤层（1），由调成皮肤色的tpe等热塑性弹性体或软质pvc经挤胶机/搪胶机模具成型；也可用液体软质硅橡胶于模具中成型制作，其内壁黏贴一层涤纶弹性纤维网布（2）；1:1自然大、形态及结构仿真的骨骼（3）用硬质白色聚氯乙烯加入含x线造影剂10%硫酸钡或碳酸钙粉及常规助剂，在搪胶机中高温成型制作成设有骨髓腔（4）的骨骼；四肢长骨干骺端的骨密质内层设模拟骨松质（5）；由肩胛骨（6）的关节盂（7）、及肱骨（8）肱骨头（9）、组成的肩关节（10），由肱骨（8）的滑车、尺骨（11）的鹰嘴及桡骨（12）环状关节面组成的肘关节（13）；由股骨（14）的股骨头（15）与髋骨（16）的髋臼（17）组成的髋关节（18）；由股骨（14）下端髌面、内上髁及外上髁与胫骨（19）上端关节面及髌骨（20）组成的膝关节（21），用热塑性弹性体或加成型硅橡胶加弹性纤维丝以强力粘合胶黏贴关节周围，制作富有弹性的模拟韧带-关节囊（22-1—22-4），并在关节间隙（23）中设浸有润滑油的薄海绵；由尺骨（11）及桡骨（12）下端关节面、8块腕骨（26）、掌骨底（27）组成的腕关节（28），无关节囊只设模拟韧带（29-1）；由胫骨（19）下端关节面与7块跗骨（30）及跖骨底（31）组成的踝关节（32），也无关节囊只设模拟韧带（29-2）；将上述高仿真骨骼、关节结构，置于发泡模具中，注入pu发泡固化制成仿真皮下组织-肌肉（33），取出修整后套上仿真皮肤（1）即成为自然大形态及结构仿真的分体医学模型，如,，手臂静脉穿刺模型（34）、下肢骨髓穿刺模型（35）等，也可加配相关部件组合制成尺寸自然大、形态仿真的各学科的全身医学模型，如：外科/妇科手术全身人体模型（36）、四肢骨折固定全身人体模型（37）、中医针刺全身人体模型（38）；组合时关节连接处用上述方法制作模拟韧带及关节囊（21-1—21-4），皮肤接缝连接处用同样材质修好，实现无缝或微缝连接。外科/妇科手术全身人体模型（36）的下腹部正方形腹壁手术模块（39），尺寸为上面为130x130mm正方形，底面150x150mm略呈与腹壁形态一致的弧形，腹壁设相应形状的可镶嵌手术模块的凹槽（40）；切开缝合训练手术模块（41）的尺寸为150x200mm长方型,两种手术模块的皮肤层（2）为2-3mm厚皮肤色硅橡胶，其下黏贴涤纶弹力纤维网布（2），皮下组织层（42）厚8-10mm用淡黄色发泡硅橡胶或发泡pu制作，肌肉层（43）为8-10mm厚的红色硅橡胶模具成型制成；也可同颜色热塑性弹性体热熔挤出在模具中按分层制作。

本发明的优点是：高仿真皮肤、皮下组织层、肌肉层，骨骼关节连接结构均高度仿真，制作的皮肤、皮下柔软弹性好、切开皮肤缝合时抗撕裂，手术切口或因穿刺等原因造成模型局部损坏时可修补或更换，大大延长使用寿命，皮下组织和肌肉弹性良好、关节运动灵活、可进行关节囊脱位的手法复位训练，骨骼在x线片上显影逼真并显出骨髓腔、干骺端的骨松质，无金属连接件伪影，用本发明制作的各种全身或分体医学教育模型非常逼真，可显著提高教学效果。

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图

图2为本发明的局部（大腿）横断面结构示意图

图3为本发明的肩关节结构示意图

图4为本发明的肘关节结构示意图

图5为本发明的腕关节结构示意图

图6为本发明的髋关节结构示意图

图7为本发明的膝关节结构示意图

图8为本发明的踝关节结构示意图

图9为本发明的手臂动、静脉穿刺模型示意图

图10为发明的下肢骨髓穿刺模型示意图

图11为本发明的手术切开缝合模块结构示意图

图12为本发明外科/妇科手术全身人体模型及腹壁手术模块示意图

图13为本发明的四肢骨折固定可x线摄片全身人体模型示意图

图14为本发明的中医针刺全身人体模型示意图

具体实施方式：

本发明采用复合树脂制作硅橡胶高仿真皮肤、肌肉模具，采用方盘作为皮下组织模具，用电铸法制作电铸铜质的热塑性弹性体/pvc的高仿真皮肤模具及仿真骨骼模具，用复合材料或铸铝制作肌肉、骨骼及关节连接一体化发泡模具,制作模具及模型的原材料市场均有售，备齐原材料和模具即可进行模型制造。高仿真人体皮肤层（1）用皮肤色热塑性弹性体在挤胶机中加热190-200°c挤入电铸铜模具中成型，或采用软质pvc注入电铸铜模具中在搪胶机中高温180-200c°制作；也可采用单组分硅橡胶加2-4%固化剂或双组分加成型液体硅橡胶搅拌均匀在真空箱中脱泡，用软刷在模具内均匀涂刷2遍制作高仿真皮肤层（1）内壁黏贴一层涤纶纤维网布（2）；1:1自然大、形态及结构仿真的骨骼（3）用硬质白色聚氯乙烯加入含x线造影剂10%硫酸钡或碳酸钙粉及常规助剂注入电铸铜模具中，注入量为模具容量的60-70%，送入搪胶炉中，200-240°c高温滚塑20分钟冷却后制作成设有骨髓腔（4），的骨骼（3）；四肢长骨的干骺端内层设模拟骨松质（5），由肩胛骨（6）的关节盂（7）肱骨(8)的肱骨头（9）、组成的肩关节（10）；由肱骨（8）的滑车、尺骨（11）的鹰嘴及桡骨（12）环状关节面组成的肘关节（13）；由股骨（14）的股骨头（15）与髋骨（16）的髋臼（17）组成的髋关节（18）；由股骨（14）下端髌面、内上髁及外上髁与胫骨（19）上端关节面及髌骨（20）组成的膝关节（21）；用热塑性弹性体或加成型硅橡胶加弹性纤维丝以强力粘合胶黏贴关节周围，制作富有弹性的模拟韧带-关节囊（22-1—22-4），并在关节间隙（23）中设浸有润滑油的薄海绵；由尺骨（11）及桡骨（12）下端关节面、8块腕骨（26）、掌骨底（27）组成的腕关节（28），无关节囊只设模拟韧带（29-1）；由胫骨（19）下端关节面与7块跗骨（30）及跖骨底（31）组成的踝关节（32），也无关节囊只设模拟韧带（29-2）；将上述高仿真骨骼、关节结构，置于发泡模具中，注入pu发泡固化制成仿真皮下组织-肌肉（33），取出修整后套上仿真皮肤（1）即成为自然大形态及结构仿真的分体医学模型，如,，手臂静脉穿刺模型（34）、下肢骨髓穿刺模型（35）等，也可加配相关部件组合制成尺寸自然大、形态仿真的各学科的全身医学模型，如：外科/妇科手术全身人体模型（36）、四肢骨折固定全身人体模型（37）、中医针刺全身人体模型（38）；组合时关节连接处用上述方法制作模拟韧带及关节囊（21-1—21-4），皮肤接缝连接处用同样材质修好，实现无缝或微缝连接。外科/妇科手术全身人体模型（36）的下腹部正方形腹壁手术模块（39），尺寸为上面为130x130mm正方形，底面150x150mm略呈与腹壁形态一致的弧形，腹壁设相应形状的可镶嵌手术模块的凹槽（40）；切开缝合训练手术模块（41）的尺寸为150x200mm长方型,两种手术模块的皮肤层（2）为2-3mm厚皮肤色硅橡胶，其下黏贴涤纶弹力纤维网布（2），皮下组织层（42）厚8-10mm用淡黄色发泡硅橡胶或发泡pu制作，肌肉层（43）为8-10mm厚的红色硅橡胶模具成型制成；也可同颜色热塑性弹性体热熔挤出在模具中按分层制作。采用本发明制作的多种全身或分体医学教育模型，不但皮肤柔软，而且由于皮肤与皮下组织之间设有涤纶弹性纤维网（2），进行手术技能训练时切开、剥离皮肤皮下组织及肌肉三层，呈现各自特有的色彩，富有弹性，触之手感逼真，由于加一层涤纶弹性纤维网（2），缝合时抗撕裂。由于骨骼（3）制作仿真，进行中医针刺时根据骨骼标志取穴精准，练习针刺手法及各种注射进针时手感非常逼真；手术切口或医学穿刺模型的穿刺囊损坏时可用同材质修补，大大延长模型的使用寿命，从而减轻用户的经济负担。由于高仿真关节处设仿真模拟韧带及关节囊（22-1—22-4））结构，设有关节间隙（23）并涂有润滑剂，关节活动灵活。由于关节设置了富有弹性的关节囊及模拟韧带，因此还可进行关节脱位的手法复位技能训练和考核。由于制作的仿真骨骼（5）中含有硫酸钡或碳酸钙x线造影剂，并设有仿真骨髓腔（4），长骨两端设骨松质（5），因此使骨骼可在x线片或透视荧光屏上显出非常逼真的骨骼影像犹如真人，有利于骨科手术的术前术后诊断。医学院校和教学医院可采用本发明制作的各种医学模型进行技能训练及考核，由于皮肤、皮下组织、肌肉、骨骼、关节高度仿真并且可修补，因此可显著提高教学效果。