一种超声引导下心包穿刺模拟器的制作方法

[0001]
本实用新型属于医学教学领域，具体涉及一种超声引导下心包穿刺模拟器。


背景技术：

[0002]
心包积液是一种常见的临床表现，是心包本身或者全身各系统疾病的局部表现或并发症状，心包积液可见于渗出性心包炎以及其他非炎症性心包病变。当心包有大量积液时会导致心包填塞，患者就会出现胸闷、呼吸困难、血压下降和心率加快等心脏压塞症状，心包腔内压力增加导致患者的血液循环受到严重干扰，静脉血不能顺利回到心脏，心脏的排血功能发生障碍，严重者会发生猝死。传统的心包积液治疗多是借助穿刺针盲穿直接刺入心包腔内抽取积液，但由于在非可视条件下反复的心包穿刺，容易造成脏器受损，具有一定危险性。为避免盲穿造成的伤害，借助超声心动图将穿刺引流可视化。超声心动图是利用超声物理学特性检查心脏和大血管的解剖结构及功能状态的一种首选无创技术。
[0003]
超声心动图诊断心包积液的敏感性和特异性明显优于x线和心电图，超声表现为心包腔内液性暗区。超声引导下经皮心包穿刺置管引流是现阶段临床医生检查、缓解或解除急性心包填塞最简便、安全和有效的急救措施。急性心包积液患者情况危急，超声引导下进行穿刺引流需要操作者之间配合默契，操作熟练，但对于初级医生而言临床训练机会很少，因此迫切需要一款超声引导下心包穿刺模拟器辅助医生进行常规超声心动图练习，以及在心包积液模式下进行超声引导心包穿刺积液引流练习。现阶段，临床教学上应用的穿刺模拟器功能较为单一，不能满足复杂条件下的训练需求。目前已有的模拟器不满足于解决当前此领域内“医、教、研”问题。


技术实现要素：

[0004]
为了克服上述现有技术中存在的缺陷或不足，解决现阶段，临床教学上应用的穿刺模拟器功能较为单一，不能满足复杂条件下的训练需求的问题。
[0005]
本实用新型的目的是提供一种同时具有模拟正常人体内心脏血流功能、模拟心包积液状态的功能以及具备超声引导下心包积液穿刺功能相结合的多功能式超声引导下心包穿刺模拟器。
[0006]
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0007]
一种超声引导下心包穿刺模拟器，包括基座单元，所述的基座单元为中空箱体，基座单元正面外部覆盖表皮，内部设置胸骨，基座单元分为胸腔位置和腹腔位置，还包括位于胸腔位置固定在胸骨内部的心脏单元和位于腹腔位置固定在胸骨下方的动力泵单元，心脏单元和动力泵单元之间连接有循环单元，
[0008]
所述的基座单元内部边缘固定硅胶卡槽，所述的心脏单元包括心脏和套设在心脏外部的心包，所述的循环单元包括模拟人体血管的软管，所述的软管固定在所述的硅胶卡槽内，所述的动力泵单元包括连接设置的液动力泵和气动力泵，所述的气动力泵外接积液装置；
[0009]
所述的软管连接心脏和液动力泵，形成封闭式液体循环系统，实现正常血流模拟；
[0010]
所述的软管连接心包和气动力泵，所述的气动力泵和积液装置共同为心包提供积液；
[0011]
连接液动力泵和连接气动力泵的软管之间相互独立。
[0012]
具体的，所述的积液装置内设有与气动力泵连接的球囊，积液装置外设置与球囊连接的气压瓶，气动力泵连接气压瓶控制球囊内的气体量进而控制进入心包的积液量，气动力泵为连接心包的软管提供压力。
[0013]
进一步的，所述的基座单元背部设置上下两层的隔离层，上层用于固定穿刺引流单元，下层设置用于放置耗材的存储单元。
[0014]
进一步的，所述的循环单元的软管连接处为螺旋接口，设置连接心脏单元和动力泵单元的单向阀。
[0015]
更进一步的，所述的心脏和心包整体封装在软硅胶内，并与所述的表皮和胸骨紧密贴合。
[0016]
具体的，所述的积液装置设有人工加液的积液补充口，所述的存储单元内放置维护模拟器的工具用品。
[0017]
进一步的，所述的基座单元外接有电源进行供电。
[0018]
本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
[0019]
本实用新型的超声引导下心包穿刺模拟器能够反复使用，专门为训练超声引导下心包穿刺，易携带，操作简单方便，非常适合培训临床医生，进行超声引导下心包穿刺操作以及置管引流的培训。这款模拟器具有模拟正常人体内心脏血流功能、模拟心包积液状态的功能以及具备超声引导下心包积液穿刺功能相结合的多功能式超声引导下心包穿刺模拟器。
附图说明
[0020]
图1是心包穿刺模拟器表皮下正面图；
[0021]
图2是心包穿刺模拟器表皮下侧视图；
[0022]
图3是心包穿刺模拟器侧视图；
[0023]
图4是动力泵单元结构示意图；
[0024]
图5是心脏单元结构示意图，图中箭头表示血流流向；
[0025]
图6是心包穿刺模拟器正常模式下示意图；
[0026]
图7是心包穿刺模拟器积液模式下示意图；
[0027]
图8是心包穿刺模拟器穿刺模式下示意图；
[0028]
图中各标号表示：
[0029]
1、基座单元；11、表皮；12、胸骨；13、隔离层；14、硅胶卡槽；2、心脏单元；21、心脏；22、心包；3、循环单元；31、软管；4、动力泵单元；41、液动力泵；42、气动力泵；43、气压瓶；44、积液补充口；45、球囊；46、积液装置；47、转轮；5、存储单元；6、穿刺引流单元；7、电源。
[0030]
以下结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做具体说明。
具体实施方式
[0031]
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0032]
本实用新型所用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，“内”、“外”“内部”、“外部”是指相应部件轮廓的内和外，“正面”、“背面”是指相应部件轮廓的正面好背面，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。
[0033]
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0034]
本公开外接水泵，以水流模拟“血流”，表皮模拟人表层皮肤，由硅胶材料制成，触感仿真，可进行反复穿刺训练，可拆卸、更换、清洗维护，经久耐用支持任意品牌超声进行检查。
[0035]
胸骨模拟人体胸骨结构，有肋间隙，厚度≤2mm，作用是支撑表皮以及营造超声下胸骨盲区环境。胸骨结构可卡扣在基座内缘，可拆卸、更换。
[0036]
心脏为3d打印透明心脏模型，超声可视，心脏与心包为一体，可更换。液体进出口有螺旋接口，与血管对接。
[0037]
在本实用新型中，球囊设置在积液装置的内部，气动力泵连接气压瓶对球囊进行充气和泄气，充气和泄气的球囊起到将积液挤压至心包或使心包内的积液流回积液装置的作用。球囊充气时，会对积液装置内的积液产生挤压作用，使得积液顺着软管流入心包，泄气时，球囊变小，心包内的积液流回积液装置。
[0038]
在模拟心包积液及穿刺引流的过程中，穿刺引流的操作，会使得心包材料受损。因此，心包材料由“自愈组织”制成，触感仿真，超声图像真实，可进行反复穿刺训练，经久耐用支持任意品牌超声进行检查，以满足穿刺引流要求较高且多次复杂穿刺的操作。心尖部有小螺旋接口连接气动力泵装置。本装置的液动力泵和气动力泵在一个框架下设置，组成动力泵单元，圆形转轮转动即液动力泵转动，带动嵌入的软管内血流单向匀速流动。
[0039]
实施例1
[0040]
本实施例给出一种超声引导下心包穿刺模拟器，包括基座单元1，基座单元1为中空箱体，基座单元1正面外部覆盖可更换表皮11，内部设置胸骨12，具体是表皮11下镶嵌超声不可透的胸骨12结构(厚度≤2mm)，基座单元1分为胸腔位置和腹腔位置，还包括位于胸腔位置固定在胸骨12内部的心脏单元2和位于腹腔位置固定在胸骨12下方的动力泵单元4，心脏单元2和动力泵单元4之间连接有循环单元3，
[0041]
基座单元1内部边缘固定硅胶卡槽14，心脏单元2包括心脏21和套设在心脏21外部的心包22，心包22的心尖部有小螺旋接口连接气动力泵42装置。循环单元3包括模拟人体血管的软管31，软管31固定在硅胶卡槽14内，动力泵单元4包括连接设置的液动力泵41和气动力泵42，气动力泵42外接积液装置46；
[0042]
软管31连接心脏21和液动力泵41，形成封闭式液体循环系统，实现血流模拟；
[0043]
软管31连接心包22和气动力泵42，气动力泵42和积液装置46共同为心包22提供积液；
[0044]
连接液动力泵41和连接气动力泵42的软管31之间相互独立。
[0045]
在本实施例中，积液装置46内设有与气动力泵42连接的球囊45，积液装置46外设置与球囊45连接的气压瓶43，气动力泵42连接气压瓶43控制球囊45内的气体量进而控制进入心包22的积液量，气动力泵42为连接心包22的软管31提供压力。充气时，球囊45变大，积液会被挤入心包22中；泄气时，球囊45变小，心包22内无积液。气动力泵42控制球囊45大小的变化，即控制气压瓶43收放气体，产生积液。
[0046]
进一步的，基座单元1背部设置上下两层的隔离层13，上层用于固定穿刺引流单元6，穿刺引流单元6内放置穿刺时所用的穿刺针等部件。下层设置用于放置耗材的存储单元5，隔离层13两面有可置换海绵垫，起减震，防水，支撑模块的作用。
[0047]
本实施例中，循环单元3的软管31连接处为螺旋接口，设置连接心脏单元2和动力泵单元4的单向阀，此外，还可连接多接口分流器，连接不同方向的多个软管的装置，用以连接模拟其他肢体部分的血管。
[0048]
积液装置46还设置转轮47，转轮47是液动力泵41的一部分，为液动力泵41提供动力。通过液动力泵41连接圆形的转轮47摩擦软管31，产生匀速单向的模拟血流，此部分优势在于“血液”在封闭环境下流动，不需要外带水箱；转轮47磨损的软管31可替换，也可增加软管31长度。软管31布线于基座单元1的内缘一周，卡在基座单元1内缘的硅胶卡槽14里，硅胶体与基座表皮11，胸骨12框架紧密贴合，避免空气造成超声不可视。
[0049]
更进一步的，心脏21和心包22整体封装在软硅胶内，并与表皮11和胸骨12紧密贴合，避免空气影响造成超声不可视。
[0050]
在本实施例中，动力泵单元4还包括通电使用的接口，接口可以为螺旋接口。液动力泵41实现正常血流模拟，液动力泵41通过电动转轮47给予卡在其中软管31匀速的血流，通电后开启开关即可实现。
[0051]
气动力泵42“负压”即为抽吸模式，心包22内无积液；气动力泵42“正压”即为释放模式，心包22内有积液。由于心包22积液量不尽相同，积液量可由气动力泵42内置气压瓶43气压大小决定。在不穿刺的条件下，可以实现积液的重复回收。
[0052]
另，积液装置46设有人工加液的积液补充口44，穿刺损失的积液可以通过积液补充口44重新装填液体。
[0053]
在本实施例中，存储单元5内放置维护模拟器的工具用品。如可重复利用的穿刺针，给模拟器配套有常规使用的穿刺针及引流装置，可重复利用，避免使用给患者用过的穿刺针而造成医疗污染。
[0054]
进一步的，基座单元1外接有电源7进行供电。
[0055]
由以上内容可知，本实用新型的超声引导下心包22穿刺模拟器，软管31连接心脏单元2和动力泵单元4，也可连接其他模拟部分。动力泵单元4可通过调节压力来控制积液的量。心脏21心包22材料可替换。本实用新型可应用模拟正常心血管检查、心包22积液检查以及心包22穿刺引流的环境，在医教研上应用较强。
[0056]
具体应用时，心包22穿刺模拟器的产品规格为：
[0057]
大小：按照成年男性上半身标准
[0058]
长*宽*高45-50cm*30-40cm*45-50cm重量：10kg
[0059]
实施例2
[0060]
本实施例公开了超声引导下心包22穿刺模拟器的使用方法，模拟器通电之前，检查设备是否完整，各个模块之间连接是否紧密、固定，循环模块和气动力泵42内液体情况，整个胸腹腔内部是否有漏水情况，避免触电危险。隔离层13上部海绵垫层保持干燥，避免干扰超声成像，将表皮11按照正规流程进行消毒，摆放为仰卧位，保证积液能聚集于心尖部，方便超声成像以及穿刺引流操作；包括：
[0061]
(1)准备阶段：
[0062]
如图6所示，模拟器通电，液动力泵41带动模拟器血管内血液单向匀速运动，检查血液单向匀速运行过程中模拟器外部有无异常，主要检查有无漏水情况，用超声探头检查模拟器内部血流情况是否通畅；
[0063]
(2)心包积液阶段
[0064]
如图7所示，保持血流通畅，开启气动力泵42开关，调节气压大小，保持动力泵单元4为正压，调节气压瓶43内的气压，向球囊45充气，积液装置46向心包22内释放积液；检查有无漏气漏水情况以及心包22积液变化情况；调节气动力泵42保持动力泵单元4为负压，抽回心包22内积液；并检查心包22积液在心包22内的情况；重复三次，此步骤是为了检查水泵，动力泵单元4的灵敏性与安全性，以及心包22的完整性。
[0065]
(3)穿刺阶段
[0066]
如图8所示，前胸壁消毒，准备超声机，穿刺引流单元6超声评估至少三部分：左侧胸骨12旁，心尖部，剑突下，了解心包22积液分布情况。用一根两端带银夹的导线，连接在模拟器接地线和穿刺针上，检查机器确无漏电。上述各部件放置于穿刺引流单元6内。
[0067]
模拟器心包穿刺时，模拟器为仰卧位，软管31血流正常流动，心包22内有积液存在，在基座单元1外部位于心脏单元2和动力泵单元4之间连接超声装置，超声装置的超声探头贴合表皮11，检测得到超声图像，在超声图像的引导下，穿刺引流单元6的穿刺针穿入表皮11，然后进入心包22将积液引流至表皮11外。穿刺中严密观察穿刺针在模拟器体内的位置，若超声图像显示模拟心脏21有明显晃动且无法再推进针，则表示针尖刺到心脏21，应立即退针。
[0068]
(4)术后操作：
[0069]
穿刺引流会导致积液装置46内积液量减少，每次引流操作后都要及时通过积液补充口44补液。每次操作结束之后，断电。收好穿刺引流单元6并归位于后背存储单元5中，检查模拟器内部漏水情况，保持干燥。检查软管31与各个模块之间接口紧密度，防止漏水。清洁消毒操作按照临床实际步骤进行。将模拟器存放于专用箱内封存。
[0070]
在上列实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有点进行了进一步地详细说明，所应说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
[0071]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简
单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0072]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0073]
此外，本发公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所实用新型的内容。