具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型的制作方法

本实用新型涉及医疗机械技术领域，特别涉及医学实验模型技术领域，具体是指一种具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型。

背景技术：

桡动脉(radial artery)穿刺是目前临床上较为常用的操作，采用桡动脉穿刺方便、安全。但是由于其解剖结构较细，尤其是桡动脉搏动较弱时穿刺难度明显增加，多次穿刺也增加了患者的痛苦，更可能进一步出现紧张情绪，引起桡动脉痉挛，给临床穿刺也带来一定的难度。因此，医护人员需要反复仿真练习才能掌握该项技术，然而目前已有的模型存在着不利于练习者感受显现的脉动感或观察动脉回血等应有的仿真效果，或仿真材料维护不便，操作步骤繁琐，练习成本高等不利因素。

因此，如何提供一种利于提高医护人员反复仿真练习效果，操作简便，维护方便的练习模型成为本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够较好地模拟人体解剖结构，提供医护人员进行仿真练习，有助于提升医护人员的熟练度，进而减轻患者痛苦，且结构简单，维护方便，使用成本低的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型。

为了实现上述的目的，本实用新型的一种具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型，具有以下结构：包括模拟手臂模型、仿真血管，该仿真血管置于所述模拟手臂模型中的桡动脉通道中，还包括脉动发生机构，所述脉动发生机构包括活塞机构和脉动源电机模块；所述活塞机构的一侧具有输出端，所述输出端与所述仿真血管的一端连通；所述脉动源电机模块驱动所述活塞机构的活塞往复运动，以向所述仿真血管提供压力。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述脉动源电机模块包括电源模块、控制器模块、脉动源电机部件；所述电源模块分别连接所述的脉动源电机部件和控制器模块；所述控制器模块与所述脉动源电机部件电气连接，以控制所述脉动源电机；所述脉动源电机部件驱动所述活塞机构的活塞往复运动。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述脉动源电机部件包括脉动源电机和凸轮机构，所述脉动源电机与所述凸轮机构连接并使其转动，所述凸轮机构向所述活塞施加作用力以驱动所述活塞往复运动。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述脉动源电机部件包括脉动源直线电机和连杆；所述连杆一端连接所述活塞，另一端连接所述脉动源直线电机。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述控制器模块包括主控制器和与所述主控制器连接的电机控制器；所述主控制器接收源自用户指令单元的指令，并向所述电机控制器输出控制指令并接收所述电机控制器的反馈信号。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述主控制器还包括文本显示屏，用以显示电机工作运行状态和电机的转速。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述用户指令单元包括启动部件、停止部件、脉动频率调节部件和压力调节部件。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述启动部件、停止部件、脉动频率调节部件和压力调节部件分别为带有状态指示灯的按钮或旋钮。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述输出端与所述仿真血管的一端通过快速接头部件连通。

作为本实用新型的进一步改进，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，通过所述输出端的仿真血液的压力在40mmHg～150mmHg范围内，频率在60～150次/分范围内。

附图说明

图1为本实用新型的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型的结构示意图。

图2为本实用新型的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型的具有凸轮机构实施例结构示意图。

图3为本实用新型的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型的具有脉动源直线电机实施例结构示意图。

图4为本实用新型的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型控制回路原理示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

在一种实施方式中，如图1所示，本实用新型的一种具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100，具有以下结构：包括模拟手臂模型101、仿真血管102，该仿真血管102置于所述模拟手臂模型101中的桡动脉通道103中，还包括脉动发生机构104，所述脉动发生机构104包括活塞机构300和脉动源电机模块400；所述活塞机构300的一侧具有输出端301，所述输出端301与所述仿真血管102的一端连通；所述脉动源电机模块400驱动所述活塞机构300的活塞302往复运动，以向所述仿真血管102提供压力。

在进一步优选的实施方式中，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，如图2和图3所示，所述脉动源电机模块400包括电源模块401、控制器模块402、脉动源电机部件403；所述电源模块401分别连接所述的控制器模块402和脉动源电机部件403；所述控制器模块402与所述脉动源电机部件403电气连接，以控制所述脉动源电机部件403；所述脉动源电机部件403驱动所述活塞机构300的活塞302往复运动。

在进一步优选的实施方式中，如图2所示，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，所述脉动源电机部件403包括脉动源电机413和凸轮机构423，所述脉动源电机413与所述凸轮机构423连接并使其转动，所述凸轮机构423向所述活塞302施加作用力以驱动所述活塞302往复运动。

在利用该优选实施方式的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100时，脉动源电机413提供凸轮423一定的扭力，使凸轮423旋转，形成往复运动的机构，电机输出的扭力需要克服活塞302与活塞缸303之间的摩擦力、以及使输送管扩张的张力。凸轮423的每个圆周运动会形成一个高低周期，凸轮423达到最高位时，活塞302上升，脉动发生结构104产生正压力，使仿真血管102膨胀；凸轮423回到初始位置时，活塞302下降，脉动发生结构104释放压力。

在进一步优选的实施方式中，如图3所示，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型中，所述脉动源电机部件403包括脉动源直线电机433和连杆443；所述连杆443一端连接所述活塞302，另一端连接所述脉动源直线电机433。

在进一步优选的实施方式中，如图1所示，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，所述输出端301与所述仿真血管102的一端通过快速接头部件106连通。仿真血管由单个快速接头部件连接，可实现快速更换，更换前活塞返回原位，抽取仿真血管中多余的液体，不需要另外补液，节约零件成本，简化操作步骤。

在进一步优选的实施方式中，如图4所示，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，所述控制器模块402包括主控制器412和与所述主控制器412连接的电机控制器422；所述主控制器412接收源自用户指令单元107的指令，并向所述电机控制器422输出控制指令并接收所述电机控制器422的反馈信号。

在进一步优选的实施方式中，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，所述主控制器412还包括文本显示屏，用以显示电机工作运行状态和电机的转速。

在进一步优选的实施方式中，如图4所示该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，所述用户指令单元107包括启动部件117、停止部件127、压力调节部件137和脉动频率调节部件147。

在进一步优选的实施方式中，该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100中，所述启动部件117、停止部件127、压力调节部件137和脉动频率调节部件147分别为带有状态指示灯的按钮或旋钮。

在利用该优选实施方式的具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型时，其控制回路中为模型供电的电源为交流220V，通过电源模块将交流220V电压转化为直流控制电压。采用PLC作为主控制器，并配有文本显示屏，上面可以显示工作运行状态及电机的转速等。外部配有“启动按钮”、“停止按钮”、“压力调节旋钮”和“脉动频率调节旋钮”供用户输入相应操作指令，同时按钮自带指示灯显示状态信息。用户指令通过PLC主控制器转为脉冲信号输出至电机控制器，通过调节脉冲幅值来调节电机的输出功率，通过调节脉冲频率来调节电机的转速，实现对电机的输出功率和输出频率的控制，从而控制脉动源电机调节模拟仿真血液压力和脉动频率的功能，其中调节范围受“压力调节部件”和“脉动频率调节部件”允许的调节范围限制。

在使用该具备仿真脉动的桡动脉穿刺模型100练习时，所述活塞机构300中充满仿真血液。所述活塞机构300内沿所述活塞302运动方向上还设置有弹簧结构。

在本实用新型的具有仿真脉动的桡动脉穿刺模型100的实际应用中，模型各部分的材料组成及参数如下所述：

1、手臂101：仿真材料制作的一条左手前臂模型，大小仿真人尺寸；材料仿真人体皮肤的皮肤层，皮肤下设计两条肌腱，即肱桡肌腱和桡侧腕屈肌腱，模拟桡动脉103从中间穿过，仿真血管102置于桡动脉103的通道中；手臂侧面置有一根拉链，便于内部一次性材料的更换，当然也可以采用本领域内所公知的其他材料。

2、桡动脉103：桡动脉固定走行于模拟手臂的皮下，于肱桡肌腱和桡侧腕屈肌腱之间穿行。桡动脉制作材料为具有一定弹性的塑胶管，使穿刺时有微小的突破感。

3、脉冲发生机构104：电源模块通过转换模块，将外接交流电源转换为5V或24V的直流电源向脉动源电机模块供电，或者直接通过蓄电池等形式的外设直流电源供电；脉动源电机通常选择直流脉冲电机，通过脉宽调节(PWM)等方式调节直流电机的输入脉冲电流的幅值，实现调节脉动源电机的输出功率，以实现对模拟脉搏强弱的调节，其中仿真血液承受的血压范围为40mmHg～150mmHg；通过对输入脉冲频率的调节，使得模拟桡动脉搏动频率范围为60-150次/分。

在实际使用中，首先须进行参数设置。即在穿刺练习前，在压力调节部件设定血压，在脉动频率调节部件设定脉搏频率；启动模型。对于初学者，可以将血压设定较高些，如140/90mmHg，这样的脉搏搏动较强，便于触摸到脉搏，频率可以设置在60～80次左右，这样频率的脉搏较清晰，便于穿刺；对于有一定穿刺基础，想要提高穿刺能力的人员，可以将血压设置得低一些，如80/40mmHg，频率快一些，如120-150次/分，模拟患者休克状态，此时，桡动脉搏动较弱，定位稍困难，提高穿刺难度，训练高素质的专业人员。

更换仿真血管时，仿真血管是由单个快速接头部件连接与脉动源活塞机构的输出端连接，可实现快速更换；在更换仿真血管前，揿下停止按钮，活塞返回原位，抽取仿真血管中多余的液体不会造成仿真血液额外泄露，从而不需要另外补液，节约零件成本，简化操作步骤，便于进入下一次操作循环。

本模型采用仿真血管嵌入至模拟手臂内槽内形成一个桡动脉输血管，使用脉动发生机构促使脉动源产生液压提供人体动脉搏动而使之练习者进行反复模拟桡动脉穿刺；练习穿刺中能感觉出显现的脉动感，反复穿刺练习时有显然的动脉回血发生。表面皮肤及血管耗材可定期更换，整个过程易于更换，设计简易，符合人体工程学。“脉动发生机构”产生压力，使仿真血管收缩膨胀，模拟人体的脉搏，同时模仿人体的血压。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。