一种基于超声扫描定位的经皮脊柱微创手术定位穿刺训练模型的制作方法

本实用新型涉及医疗解剖模型制造技术领域，具体涉及一种基于超声扫描定位的经皮脊柱微创手术定位穿刺训练模型。

背景技术：

椎间盘突出症是临床常见病、多发病。据统计，高达80％的人群一生中都遭受过由椎间盘突出引发的颈肩痛或腰腿痛的困扰，严重影响生活质量和劳动能力。虽然大部分病人可通过休息、理疗、药物或其他非手术方式治疗后缓解，但仍有约10-20％的病人需要考虑各类手术干预。

目前，微创脊柱外科手术已经应用于椎间盘切除、椎板切除减压、椎间孔切开术以及椎间融合术等。

经皮脊柱内镜手术是近些年发展起来的治疗椎间盘突出的创伤最小、效果最好的手术方式。该手术仅以0.8cm左右的微小创口，在内镜直视下精准有效地解除椎间盘髓核对神经根的压迫，迅速消除疼痛，创伤小且保留脊柱的正常生理活动，无需融合、固定。

经皮内镜手术设施可移动性强，显示系统与其他手术内镜平台通用，故所需的经济投入不高，适合在区、县一级基层医院开展。但是，经皮脊柱内镜的技术门槛较高，掌握不易，对手术靶点的精准定位穿刺要求极高，常常需要较多病例的学习才能逐步掌握，目前的医疗环境使得其学习过程极为艰难。

目前，临床上经皮脊柱内镜手术的穿刺定位主要依赖术中c臂机的x线透视，医生依据平片及穿刺定位经验来进行试验性穿刺并再次透视来确认穿刺位置，以上过程往往需重复多次，所需消耗时间长，患者也常需忍受多次穿刺所带来的创伤；另一方面，由此产生的辐射损伤也不容忽视。术中ct可以实现较为快速、准确的穿刺定位，但其高昂的售价让一般医院难以承受，且其辐射暴露危险往往高于术中的x线透视。临床上现有的脊柱手术导航设备往往需要切开皮肤在棘突或髂嵴表面骨质上设置固定的标志点，这个过程是有创的，其定位所需的创口往往比内镜手术创口还明显，有违微创原则，仅适用于传统脊柱开放手术的定位。

因此，研发一种成熟可靠、操作简便、无电离辐射暴露风险的经皮脊柱微创手术定位技术，可降低脊柱微创手术的技术门槛，减少医疗辐射暴露，具有很好的临床实践价值，意义重大。超声存在无辐射、便携、可术中运用等众多优点，但在骨质显像方面却是超声的短板，因为超声波不能穿透骨质结构，故所获得的图像信息较少。目前有不少科研机构从图像融合处理、波长调节、电磁定位等方面做了诸多突破性的研究，其中亦有用于脊柱外科术中导航的例子，将超声用于脊柱微创手术中的术前定位及术中导航已是未来的趋势。本穿刺模型独有的隔水超声扫查设计，使得超声波能够透过特定的硅胶材料，隔水扫描并呈现出下方的脊柱模型的医学图像，也可进一步进行实时三维重建，直观地呈现出穿刺点下方的骨性解剖结构。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种基于超声扫描定位的经皮脊柱微创手术定位穿刺操作训练模型，以解决背景技术中所提到的问题。

本实用新型基于超声扫描定位的经皮脊柱微创手术定位穿刺训练模型包括仿真人体皮肤硅胶、圆形固定磁铁、气泡刮片胶条、气泡刮片、、刮条滑轨、仿真胸腰部外壳、双侧透明可视区、蓄水槽、仿真胸腰段脊柱、进水口、出水口、骨骼支撑架和底座；

所述的仿真胸腰部外壳与底座连接；仿真胸腰部外壳顶部设有空槽，仿真人体皮肤硅胶覆盖空槽并贴附在仿真胸腰部外壳上；仿真胸腰部外壳的两侧设置双侧透明可视区；所述仿真人体皮肤硅胶的两侧边缘下方设有刮条滑轨；气泡刮片的两端分别设置在两条刮条滑轨上，且气泡刮片位于仿真人体皮肤硅胶下方，气泡刮片上设有气泡刮片胶条；气泡刮片胶条紧密吸附于仿真人体皮肤硅胶正下方；所述的底座上设有蓄水槽，蓄水槽底部与底座密闭连接，顶部与仿真胸腰部外壳密闭连接；蓄水槽上设有进水口、出水口；蓄水槽内设有骨骼支撑架，骨骼支撑架上设置有仿真胸腰段脊柱，且所述的仿真胸腰段脊柱位于仿真人体皮肤硅胶正下方。

本实用新型适配临床医用超声设备，采用全密闭设计，通过内部注满液体以排除空气；同时所述模型在仿真人体皮肤硅胶下方加入了机械气泡刮片的设计，以排除穿刺硅胶下方可能附着的细小气泡，以进一步提高超声图像质量。

进一步的，所述的刮条滑轨通过固定螺丝固定在仿真人体皮肤硅胶1的两侧边缘下方。

进一步的，所述的气泡刮片上设置磁铁，所述的仿真胸腰部外壳顶部上方也设置磁铁用于吸附气泡刮片，所述的气泡刮片通过磁铁吸附使气泡刮片胶条紧贴仿真人体皮肤硅胶。

进一步的，所述的双侧透明可视区及蓄水槽为透明亚克力材料，通过该透明亚克力版，可直接观察模型内部，判断穿刺位置下方的解剖位置。所述的气泡刮片、仿真胸腰部外壳、底座、刮条滑轨、仿真胸腰段脊柱、骨骼支撑架为abs材料；所述的气泡刮片胶条采用丁腈橡胶。仿真胸腰部外壳和模型底座均为cnc设计打印出的一体化无缝模具。

进一步的，所述的骨骼支撑架包括设置在同一支撑架底座上的若干支撑杆；所述的支撑杆的高度分布使仿真胸腰段脊柱呈生理弯曲。

进一步的，所述的穿刺操作训练装置还包括穿刺针，所述的穿刺针为医用不锈钢。

进一步的，所述的穿刺操作训练装置还可适配医用超声扫查设备；所述的超声扫查设备可用于获取穿刺操作训练装置的超声图像。

本实用新型的有益效果是：训练装置包含腰骶部至胸部的人体脊柱仿真解剖结构模型,可透超声的仿真人体皮肤硅胶、水槽以及独有的隔水超声扫查设计。其中，皮肤硅胶属于耗材，可耐受多次超声扫查及穿刺操作，成本低廉易更换；水槽为可循环设计，可使用自来水或蒸馏水，节约环保。

所述模型具有经济耐用，外形逼真，解剖结构清晰等特点，可1：1完整呈现人体腰背部轮廓及内在骨性解剖结构。所述的穿刺模型可以反复使用，学员不需要到医院手术现场，在培训室里就能够反复进行穿刺训练，方便教学；同时通过超声扫查重建的三维图像，可直接观察到穿刺针的穿刺路径和进针的深度，方便老师评估、指导学员操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型的纵向剖示图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型具体结构及工作原理，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-3所示，本实用新型的基于超声扫描定位的经皮脊柱微创手术定位穿刺训练模型包括仿真人体皮肤硅胶1、圆形固定磁铁2、气泡刮片胶条3、气泡刮片4、刮条滑轨6、仿真胸腰部外壳7、双侧透明可视区8、蓄水槽9、仿真胸腰段脊柱10、进水口11、出水口12、骨骼支撑架13和底座14；

所述的仿真胸腰部外壳7与底座14连接；仿真胸腰部外壳7顶部设有空槽，仿真人体皮肤硅胶1覆盖空槽并贴附在仿真胸腰部外壳7上；仿真胸腰部外壳7的两侧设置双侧透明可视区8；所述仿真人体皮肤硅胶1的两侧边缘下方设有刮条滑轨6；气泡刮片4的两端分别设置在两条刮条滑轨6上，且气泡刮片4位于仿真人体皮肤硅胶1下方，气泡刮片4上设有气泡刮片胶条3；气泡刮片胶条3紧密吸附于仿真人体皮肤硅胶1正下方；

所述的底座14上设有蓄水槽9，蓄水槽9底部与底座14密闭连接，顶部与仿真胸腰部外壳7密闭连接；蓄水槽9上设有进水口11、出水口12；蓄水槽9内设有骨骼支撑架13，骨骼支撑架13上设置有仿真胸腰段脊柱10，且所述的仿真胸腰段脊柱10位于仿真人体皮肤硅胶1正下方。

在本实用新型的一个具体实施案例中，所述的刮条滑轨6通过固定螺丝5固定在仿真人体皮肤硅胶1的两侧边缘下方。

在本实用新型的一个具体实施案例中，蓄水槽9其液体内容物可采用自来水或蒸馏水，其最高水面能与仿真人体皮肤硅胶底面1紧密贴合，以保证所述模型内部的密闭性。进水口11，出水口12为外径1分的五金开关阀门，通过专用胶水固定于蓄水槽9面板上，为可循环回收液体设计，节约环保。仿真胸腰段脊柱10采用abs材料及覆膜工艺以保证其表面光滑度，最大限度地减少其表面气泡附着，并通过专用胶水固定于骨骼支撑架13上。骨骼支撑架13采用abs材料，其上方设计的五个支撑杆可保证仿真胸腰段脊柱10的生理曲度，并通过专用胶水和卡槽固定于模型底座14上。

在本实用新型的一个具体实施案例中，所述的气泡刮片4上设置磁铁，所述的仿真胸腰部外壳7顶部上方也设置磁铁用于吸附气泡刮片4，所述的气泡刮片4通过磁铁吸附使气泡刮片胶条3紧贴仿真人体皮肤硅胶1。刮条滑轨6采用abs材料，通过八枚固定螺丝5，固定于模型外壳正下方。

在本实用新型的一个具体实施案例中，所述的双侧透明可视区8及蓄水槽9为透明亚克力材料，所述的气泡刮片4、仿真胸腰部外壳7、底座14、刮条滑轨6、仿真胸腰段脊柱10、骨骼支撑架13为abs材料；所述的气泡刮片胶条3采用丁腈橡胶。

在本实用新型的一个具体实施案例中，所述的骨骼支撑架13包括设置在同一支撑架底座上的若干支撑杆；所述的支撑杆的高度分布使仿真胸腰段脊柱10呈生理弯曲。

在本实用新型的一个具体实施案例中，所述的穿刺操作训练装置还包括穿刺针15。穿刺针属于耗材，其材料为医用不锈钢，可在超声扫查图像中显示。

在本实用新型的一个具体实施案例中，所述的穿刺操作训练装置还可适配超声扫查设备16；所述的超声扫查设备16可用于获取穿刺操作训练装置的超声图像。

具体实例未搭配使用医用超声扫描设备：操作开始时，首先通过模型进水口11将液体自来水或蒸馏水注满整个蓄水槽9。准备完毕后，操作者手持穿刺针15沿着指定的穿刺路线，将穿刺针15穿入仿真人体皮肤硅胶1进入模型内部。当操作者认为穿刺针15针尖所在的解剖位置满意时，可由另一名操作指导人员从双侧透明可视区8观察并报告穿刺针的所在位置。如穿刺针15所在的解剖位置满意，则操作成功；如不满意，则退出穿刺针15至仿真人体皮肤硅胶1之外，再重复上述穿刺过程。

具体实例搭配使用医用超声扫描设备：操作开始时，首先通过模型进水口11将液体自来水或蒸馏水注满整个蓄水槽9，再通过操控置于仿真胸腰部外壳7上方的圆形固定磁铁2，使之沿着仿真人体皮肤硅胶1两侧边缘滑动，从而带动下方的气泡刮片4沿着刮条滑轨6的预设轨道移动，达到刮除仿真人体皮肤硅胶1下方的附着小气泡的效果。准备完毕后，操作者手持穿刺针15沿着指定的穿刺路线，将穿刺针15穿入仿真人体皮肤硅胶1进入模型内部。当操作者认为穿刺针15针尖所在的解剖位置满意时，可由另一名操作指导人员或操作者本人，使用可搭配的临床医用超声扫查设备16实时扫查下方的解剖结构，判定穿刺针15所在的位置；亦可进一步使用可搭配的三维超声重建系统17，实时重建出穿刺针2的穿刺路径及其下方的三维骨性结构，直观且准确地判定穿刺针2所在的解剖位置。如穿刺针15所在的解剖位置满意，则操作成功；如不满意，则退出穿刺针15至仿真人体皮肤硅胶1之外，再重复上述穿刺过程。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。