專利名稱：一種血管模型及使用該血管模型的血液循環(huán)模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于動脈介入手術(shù)器械性能測試、器械參數(shù)測定、手術(shù)模擬 實驗等用途的血管模型，更特別地，涉及一種可使用該血管模型進(jìn)行微創(chuàng)介入治療模擬實 驗的血液循環(huán)模擬裝置。
背景技術(shù)：
由于人口日趨老齡化，高血壓、糖尿病、高血脂等發(fā)病率的升高，以及影像診斷的 迅速發(fā)展，動脈疾病的發(fā)病率和發(fā)現(xiàn)率目益升高。采用傳統(tǒng)的人工血管置換術(shù)進(jìn)行治療的 過程非常復(fù)雜、創(chuàng)傷大、死亡率極高，而采用腔內(nèi)隔絕術(shù)介入血管支架進(jìn)行微創(chuàng)治療具有安 全、有效的優(yōu)點，因而已經(jīng)被多數(shù)醫(yī)生和病人接受，成為動脈疾病的主要治療方法。尤其對 于高齡和并發(fā)癥多的患者，更是首選，甚至是唯一的治愈方法。隨之而來的問題是需要將血管支架安全順暢且準(zhǔn)確地輸送至動脈血管的病變位 置，這就要求腔內(nèi)隔絕術(shù)介入血管支架及輸送系統(tǒng)設(shè)置有專業(yè)測試裝置，該裝置能模擬手 術(shù)條件測試支架及輸送系統(tǒng)性能參數(shù)；同時，操作者能夠熟悉血管內(nèi)部結(jié)構(gòu)及血液循環(huán)過 程，并且能夠熟練將血管支架準(zhǔn)確快速地介入人體血管，以在低損傷、少痛苦的情況下治療 血管疾病。顯然，通過靜止的血管圖片早已不能有效地使操作者具有上述能力。目前，較為有效的動脈血管微創(chuàng)介入治療手術(shù)的操作訓(xùn)練及實驗主要是通過動物 實驗來完成，然而動物血管實驗與人體血管實驗畢竟有差距，而且動物實驗成本較高，手術(shù) 操作練習(xí)的可重復(fù)性低，手術(shù)操作過程不直觀，對準(zhǔn)確實施微創(chuàng)介入手術(shù)同樣帶來一定影 響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種透明，清晰直觀且成本低廉、可重復(fù)使用的血管 模型，通過在該模型中注入模擬血液，可直觀地顯示血液循環(huán)的過程。為此，本發(fā)明提供的血管模型由透明或半透明材料模擬人體主動脈血管加工成 型，并設(shè)計為可拆分的分體式結(jié)構(gòu)，成型后的血管模型可分別具有胸主動脈和腹主動脈。此 外，所述血管模型還可進(jìn)一步包括與胸主動脈和腹主動脈相連且可拆分的分支動脈血管模 型。這樣的設(shè)計使得該血管模型可根據(jù)實際需要進(jìn)行拆分，以特別針對胸主動脈或腹主動 脈及其各分支動脈的血液循環(huán)加以模擬。優(yōu)選地，所述透明或半透明材料的硬度、表面粗糙度、韌性和彈性等性質(zhì)與人體動 脈血管的性質(zhì)相似，從而便于介入手術(shù)中對實驗性能參數(shù)進(jìn)行測定。此外，還可有利地將 所述血管模型的比例設(shè)置為與正常人體動脈血管的比例相同，增加操作者實驗時的真實感官。為了保證模擬血液的順利循環(huán)，所述血管模型的內(nèi)腔應(yīng)設(shè)置為通暢的，且優(yōu)選在 模型上對應(yīng)動脈血管各分支動脈血管模型的開口處設(shè)有可移除的密封塞。可選地，所述透明或半透明材料可選自軟質(zhì)聚氯乙烯、硅橡膠等柔軟高分子材料。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種血液循環(huán)模擬裝置，借助于該模擬裝置，可動態(tài) 顯示血管中的血液循環(huán)過程，特別是可通過操作該模擬裝置來進(jìn)行血管，尤其是動脈血管 的微創(chuàng)介入治療模擬實驗，使操作者的臨床操作能力大為提高。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的血液循環(huán)模擬裝置包括實驗操作箱、蓄液箱和控 制主機(jī)，該控制主機(jī)與蓄液箱相連用于控制模擬血液供給和排出，其中，實驗操作箱內(nèi)放置 有與蓄液箱密封連通的如前所述的血管模型，所述實驗操作箱上還設(shè)有微創(chuàng)器械介入的開 口，該開口可被密封。在一種實施方式中，該開口可通過添加例如密封圈類型的密封裝置來 進(jìn)行密封；另一實施方式中，可優(yōu)選地采用例如橡膠塞來密封開口。在后一種情況下，微創(chuàng) 器械可直接穿過密封裝置，由于微創(chuàng)器械進(jìn)入密封裝置時形成的切口尺寸很小，所以仍可 保持實驗操作箱內(nèi)部的密封狀態(tài)，并且這種設(shè)置非常有利于操作箱的反復(fù)利用，成本有效 降低。在一種實施方式中，所述實驗操作箱可為分層結(jié)構(gòu)，包括血管模擬層、管路層和排 液層等。其中，血管模擬層主要是手術(shù)操作實驗區(qū)域，用于放置所述血管模型，以清晰直觀 地觀察模擬血液以及手術(shù)操作實驗的即時情況；管路層主要放置模擬血液輸送管路的管路 層，以使整個設(shè)備的管路規(guī)整、簡潔地集中在該層，在模擬裝置具有眾多毛細(xì)血管的血液模 擬功能時，該層尤為有利；排液層則主要用于實驗完畢后對模擬血液的清理，用以將整個裝 置內(nèi)的液體全部排除干凈，防止液體腐蝕設(shè)備。有利地，所述實驗操作箱由透明或半透明材料制成，操作者可由該實驗操作箱的 透明或半透明上蓋直觀地觀察所述血管模型。更為優(yōu)選地，實驗操作箱可由透明或半透明的高分子材料制成。這樣，本發(fā)明的血 液循環(huán)模擬裝置可在X光機(jī)下進(jìn)行透視操作，由于實驗操作箱及血管模型均不包含金屬元 件，操作者只能在X光下看見血管模型的形狀及其中動態(tài)模擬的血液循環(huán)過程，有效實現(xiàn) 了對真實手術(shù)環(huán)境的逼真模擬。進(jìn)一步地，所述控制主機(jī)可包括控制電路、與控制電路相連的液壓泵、監(jiān)測元件， 以及相應(yīng)的電子顯示面板和調(diào)控按鍵，其中該監(jiān)測元件分別與控制電路和蓄液箱相連用于 監(jiān)控模擬血液溫度和液壓，液壓泵可模擬心臟向血管模型內(nèi)輸送模擬血液。在一種實施方 式中，該液壓泵可放置于蓄液箱內(nèi)，以節(jié)約容置空間。優(yōu)選地，所述監(jiān)測元件可為傳感器?？梢姡景l(fā)明主要解決了手術(shù)環(huán)境下動脈微創(chuàng)介入器械的性能測試及驗證，可廣 泛適用于各科研機(jī)構(gòu)和器械制造公司對動脈介入手術(shù)器械的性能測驗等場合；同時，還有 效解決了現(xiàn)有微創(chuàng)手術(shù)操作練習(xí)中成本高、手術(shù)過程不直觀、動脈介入手術(shù)培訓(xùn)難等問題， 可用于動脈血管微創(chuàng)介入手術(shù)實驗、手術(shù)操作練習(xí)。


本實用新型的更多特征及優(yōu)點將通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施方式的進(jìn)一步詳 細(xì)說明來更好的理解，其中圖1為本發(fā)明一優(yōu)選血管模型的示意圖；圖2為本發(fā)明一實施方式中血液循環(huán)模擬裝置的示意性透視圖；圖3為圖2所示血液循環(huán)模擬裝置的示意性俯視圖；圖4為本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式中血液循環(huán)模擬裝置的示意性透視圖5為圖4所示血液循環(huán)模擬裝置的示意性側(cè)視圖。
附圖標(biāo)記說明
1血管模型10胸主動脈
11升動脈12無名動脈
13左頸總動脈14左鎖骨下動脈
20腹主動脈21內(nèi)髂動脈
22外髂動脈30密封塞
40接口
2實驗操作箱3控制主機(jī)
31，32電子顯示面板33調(diào)控按鍵
6開口
7導(dǎo)管71進(jìn)液管
72出液管8蓄液箱
9傳感器4血管模擬層
5管路層6排液層
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合本發(fā)明的具體實施例作進(jìn)一步說明，但其并不 限制本發(fā)明。首先參照圖1，其示意性示出了本發(fā)明一優(yōu)選的模擬主動脈的血管模型1。該主動 脈血管模型1的結(jié)構(gòu)及彎曲形狀按照正常人體比例制作，也就是與正常人體血管的比例為 1 1，使得整個血管模型的比例協(xié)調(diào)合理。該血管模型1為分體式結(jié)構(gòu)，分別為胸主動脈 10和腹主動脈20，并在接口 40處可拆卸地密封接合。相應(yīng)地，各分支動脈血管的模型可拆 分地在對應(yīng)接口(未示出)處連接至胸主動脈或腹主動脈。模型內(nèi)腔是通暢的，在無名動 脈12、左頸總動脈13、左鎖骨下動脈14、髂總動脈、內(nèi)外髂動脈21，22的各端面處均可設(shè)有 開口，并可使用密封塞30來控制其閉合與開啟。其中，將升動脈11的端面開口與內(nèi)髂動脈 21的端面開口設(shè)置為與模擬裝置密封接合以模擬血液溶液的出進(jìn)循環(huán)。此外，在升動脈11 的端面和左股動脈(即髂動脈)的端面處還設(shè)有接口(未示出)以介入微創(chuàng)器械。該血管模型1可安裝固定于一密閉容器中，并在容器上與股動脈相接觸之處開 孔，以實現(xiàn)從容器外的導(dǎo)入試驗。圖2和圖3示意性示出了本發(fā)明血液循環(huán)模擬裝置的一實施方式，為了便于描述 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，已將操作箱的上蓋移除。該模擬裝置包括實驗操作箱2、蓄液箱8、以及與蓄液箱 8相連用于控制模擬血液供給和排出的控制主機(jī)3，其中蓄液箱8可置于控制主機(jī)3內(nèi)以減 少整個裝置的容積空間。血管模型1置于實驗操作箱2內(nèi)，并通過例如導(dǎo)管7與蓄液箱8密封連通。導(dǎo)管 7設(shè)置有進(jìn)液管71與出液管72，分別可密封連接于血管模型1的升動脈端面與左股動脈端 面處(未示出)，其中進(jìn)液管71連接至蓄液箱8的出液閥(未示出)，出液管72連接至蓄 液箱8的進(jìn)液閥(未示出)。在實驗操作箱2的兩側(cè)上分別設(shè)有可介入微創(chuàng)器械的開口 6， 該開口 6的位置對應(yīng)操作箱內(nèi)血管模型1的動脈端面，并可被密封。
控制主機(jī)3包括控制電路、與控制電路相連并置于所述蓄液箱8內(nèi)作為模擬血液 循環(huán)的壓力源的液壓泵(未示出)，分別與控制電路和蓄液箱相連用于監(jiān)控模擬血液溫度 和液壓的傳感器9，以及相應(yīng)的電子顯示面板31，32和調(diào)控按鍵33。通過調(diào)控按鍵33可設(shè) 置蓄液箱8內(nèi)模擬血液的溫度和血管模型內(nèi)的血壓，并使模擬血液沿導(dǎo)管7進(jìn)入血管模型 進(jìn)行體內(nèi)模擬循環(huán)。電子顯示面板31上可顯示模擬血液的設(shè)置溫度和由傳感器9獲知的即 時監(jiān)測溫度；同樣，電子顯示面板32上可顯示模擬血液循環(huán)的設(shè)置液壓和即時監(jiān)測液壓。下面參照圖4和圖5，其示出了本發(fā)明血液循環(huán)模擬裝置的另一優(yōu)選實施方式。在 該實施方式中，實驗操作箱2被設(shè)置為具有分層的結(jié)構(gòu)，其中可包括血管模擬層4、管路層5 和排液層6等。圖中示意性示出了幾層，但應(yīng)該理解的是，可根據(jù)實際的實驗需要設(shè)置更多 或更少的層。與上述實施方式類似，控制主機(jī)3和蓄液箱8等元件的設(shè)置方式大致相同，只是在 該實施方式中，實驗操作箱2內(nèi)的各部件配置得更加簡潔合理。尤其如圖5所示出的，模擬 血液的進(jìn)出導(dǎo)管被放置在血管模擬層4的下方，從而可有效避免大量導(dǎo)管雜亂交錯。對于 實驗操作的初學(xué)者而言，紛亂的血管模擬是十分不利的。以上對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上 述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
一種血管模型，其特征在于，該血管模型由透明或半透明材料模擬人體主動脈血管加工成型，并設(shè)計為可拆分的分體式結(jié)構(gòu)，分別具有胸主動脈和腹主動脈。
2.如權(quán)利要求1所述的血管模型，其特征在于，所述血管模型進(jìn)一步包括與胸主動脈 和腹主動脈相連且可拆分的分支動脈血管模型。
3.如權(quán)利要求2所述的血管模型，其特征在于，所述透明或半透明材料的硬度、表面粗 糙度、韌性和彈性性質(zhì)與人體動脈血管的性質(zhì)相似。
4.如權(quán)利要求3所述的血管模型，其特征在于，所述血管模型的比例與正常人體動脈 血管的比例相同。
5.如權(quán)利要求4所述的血管模型，其特征在于，所述血管模型的內(nèi)腔設(shè)置為通暢的，且 該血管模型上各分支動脈血管模型的開口處設(shè)有可移除的密封塞。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的血管模型，其特征在于，所述透明或半透明材料為柔性 高分子材料。
7.如權(quán)利要求6所述的血管模型，其特征在于，所述高分子材料選自軟質(zhì)聚氯乙烯PVC 或硅橡膠。
8.一種血液循環(huán)模擬裝置，包括實驗操作箱、蓄液箱和控制主機(jī)，所述控制主機(jī)與蓄液 箱相連，并用于控制模擬血液供給和排出，其中，所述實驗操作箱內(nèi)放置有與蓄液箱密封連 通的如前述權(quán)利要求1-7任一所述的血管模型，所述實驗操作箱上還設(shè)有供微創(chuàng)器械介入 的開口，該開口可被密封。
9.如權(quán)利要求8所述的血液循環(huán)模擬裝置，其特征在于，所述實驗操作箱為分層結(jié)構(gòu)， 包括放置所述血管模型的血管模擬層，放置模擬血液輸送管路的管路層，以及清理模擬血 液的排液層。
10.如權(quán)利要求8或9所述的血液循環(huán)模擬裝置，其特征在于，所述實驗操作箱由透明 或半透明材料制成，操作者可通過該實驗操作箱的透明或半透明上蓋直觀觀察所述血管模型。
11.如權(quán)利要求10所述的血液循環(huán)模擬裝置，其特征在于，所述實驗操作箱由透明或 半透明的高分子材料制成。
12.如權(quán)利要求11所述的血液循環(huán)模擬裝置，其特征在于，所述控制主機(jī)包括控制電 路、與控制電路相連的液壓泵、監(jiān)測元件以及相應(yīng)的電子顯示面板和調(diào)控按鍵，其中，所述 監(jiān)測元件與控制電路和蓄液箱相連，用于監(jiān)控模擬血液溫度和液壓。
13.如權(quán)利要求12所述的血液循環(huán)模擬裝置，其特征在于，所述液壓泵置于所述蓄液 箱內(nèi)。
14.如權(quán)利要求12所述的血液循環(huán)模擬裝置，其特征在于，所述監(jiān)測元件為傳感器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于模擬血液循環(huán)的血管模型，該血管模型由透明或半透明材料模擬人體主動脈血管加工成型，并設(shè)計為可拆分的分體式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了一種血液循環(huán)模擬裝置，包括實驗操作箱、蓄液箱、與蓄液箱相連用于控制模擬血液供給和排出的控制主機(jī)，以及置于實驗操作箱內(nèi)與蓄液箱密封連通的如前所述的血管模型，所述實驗操作箱上設(shè)有微創(chuàng)器械介入的開口，該開口可被密封。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有微創(chuàng)手術(shù)操作練習(xí)中成本高、手術(shù)過程不直觀，動脈介入手術(shù)培訓(xùn)難等問題。本發(fā)明主要可用于動脈血管微創(chuàng)介入手術(shù)實驗、手術(shù)操作練習(xí)、動脈介入手術(shù)實驗性能測驗等場合。
文檔編號G09B23/34GK101853600SQ20091004875
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者景在平, 朱清, 羅七一, 陸清聲, 黃定國 申請人:微創(chuàng)醫(yī)療器械(上海)有限公司