一种手术训练模拟装置及手术训练系统的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种手术训练模拟装置及手术训练系统。

背景技术：

为提升医生手术技能，常需要进行术前训练，以提升手术的成功率。目前，腔镜手术训练，医生只能采用动物手术或人工合成材料的方式，存在以下几种情况：

(1)使用活体动物进行动物手术：需要动物手术室、动物临时饲养间、麻醉设备等配套条件，场地、人员、设备投入高，便利性小，使得训练成本非常高，一般医生难以有机会进行大量练习以满足实际人体手术的技能要求。

(2)使用动物整套内脏的手术训练：需要使用多种仪器满足内脏血流、压力等其他指标，还需要维持动物内脏的新鲜程度，训练成本高，练习某一种术式，会浪费其他器官。此外，有些器官单一动物不具有，如猪没有阑尾而兔子有，猪的子宫与人的子宫差异很大等问题。

(3)使用动物单一器官的手术训练：练习步骤比较单一，不能满足人体手术操作的需要，比如能量器械设备的使用和手术操作连续性的步骤等。

(4)使用3d模拟器：但人体组织是复杂的多层组织，并且由于其性质取决于层的数量、层的厚度、肌肉纤维的走向、湿度、温度等，模拟的难度非常大。

(5)使用人工合成材料：人工合成材料虽然能模拟人体阑尾结构，但存在成本高、逼真度低和手感差等问题。

鉴于此，特提出本申请。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种手术训练模拟装置，旨在使用部分离体的动物器官进行手术模拟，减少资源的浪费，且操作的真实性很高。

本发明的另一目的在于提供一种手术训练系统，其可以采用某一部位离体的器官进行手术模拟，降低模拟的成本。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种手术训练模拟装置，包括壳体，壳体内设置有用于放置手术器官的网孔板，以将壳体分为用于进行手术训练的操作腔体和用于盛放灌注液体的灌注腔体；

壳体上设置有用于封盖操作腔体的皮肤模拟层，且网孔板的位置与皮肤模拟层相对应，以使皮肤模拟层被切开之后对手术器官进行手术操作；

壳体内安装有灌注泵，灌注泵具有液体入口和用于与手术器官的动脉相连的液体出口，灌注泵的液体入口与灌注腔体连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，操作腔体的侧壁上还设置有侧开孔结构，侧开孔结构包括用于连接管道状器官的适配器和侧开孔通道，侧开孔通道安装于操作腔体的侧壁上，适配器连接于侧开孔通道位于操作腔体的一端。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，侧开孔结构还包括封口盖和球头固定环，适配器具有器官连接端和球头固定端，球头固定端容置于球头固定环内，球头固定环的另一端与侧开孔通道相连，侧开孔通道远离球头固定环的一端与封口盖可拆卸连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，壳体包括上壳、顶部开口的内壳和顶部开口的下壳，上壳盖合于下壳的顶壁上，内壳容置于上壳和下壳形成的容置空间内；

网孔板安装于内壳中，以将内壳分为操作腔体和灌注腔体，上壳的顶壁上设置有操作缺口，皮肤模拟层安装于上壳上以封盖操作缺口。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，内壳的内壁上设置有用于安装网孔板的环形凸条，以将内壳分为操作部和灌注部，内壳从灌注部的底端至操作部的顶端直径逐渐增大，灌注部容置于下壳中。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，灌注泵安装于灌注部的外壁与下壳的内壁之间的动力区间内，动力区间内还安装有辅助泵，辅助泵的进口用于与手术器官的静脉、外置管路和灌注腔体中的至少一者相连，辅助泵的出口连接于手术器官的动脉或手术器械，辅助泵的进口和出口均设置于所述内壳的所述操作腔体的侧壁上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，在内壳的灌注部上设置有出液口，出液口处安装有用于过滤破碎组织的筛笼，灌注泵的液体入口与灌注部上的出液口相连。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，壳体还包括上盖，上盖与上壳的顶壁可拆卸连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，还包括器官模块和用于容置器官模块的衬板，上盖上还设置有与器官模块的形状相对应的缺口。

本发明还提供一种手术训练系统，包括操作电刀和上述手术训练模拟装置。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的手术训练模拟装置，其通过在灌注腔体中盛放人造血液等灌注液体，切开皮肤模拟层之后，对手术器官进行手术模拟，并在手术过程中利用灌注泵将灌注腔体中的灌注液体输入至手术器官的动脉，模拟操作的真实性很好，且能够以某一离体的器官进行操作，操作的成本低。

本发明所提供的一种手术训练系统，包括操作电刀和上述手术训练模拟装置，其使用部分离体器官，提供了仿真的手感，并利用器官自带的动静脉通路，进行灌注“血液”，提高操作的真实性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中所提供的手术训练模拟装置的整体结构剖视图；

图2为图1中手术训练模拟装置的爆炸图；

图3为图2中网孔板的结构示意图；

图4为图1中侧开孔结构的第一剖视图；

图5为图1中侧开孔结构的第二剖视图；

图6为图1中侧开孔结构的爆炸图；

图7为本发明其他实施例中提供的手术训练模拟装置的部分结构示意图；

图8为本发明其他实施例中提供的手术训练模拟装置的部分结构示意图；

图9为本发明其他实施例中提供的手术训练模拟装置的部分结构示意图。

图标：100-手术训练模拟装置；001-井字格支架；002-器官模块；003-衬板；004-缺口；101-操作腔体；102-灌注腔体；103-动力区间；104-第一电路元件；105-第二电路元件；106-电极导线；107-上盖；110-壳体；111-上壳；112-内壳；113-下壳；114-操作缺口；115-环形凸条；116-操作部；117-灌注部；120-网孔板；130-灌注泵；140-辅助泵；150-皮肤模拟层；160-筛笼；170-塞子；181-维修盖；182-维修盖橡胶垫；183-维修盖固定板；190-侧开孔结构；191-适配器；192-侧开孔通道；193-封口盖；194-球头固定环；195-球头固定端；196-器官连接端；197-o型圈；198-o型圈。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参照图1，本发明实施例提供本发明提供一种手术训练模拟装置100，包括壳体110，壳体110内设置有用于放置手术器官的网孔板120，以将壳体110分为用于进行手术训练的操作腔体101和用于盛放灌注液体的灌注腔体102。在模拟过程中，利用操作腔体101进行手术操作，利用灌注腔体102放置“血液”等灌注液。

具体地，“血液”可以为真实的血液，也可以为染色形成的水溶液，在此不做限定。

请结合图1和图2，壳体110上设置有用于封盖操作腔体101的皮肤模拟层150，且网孔板120的位置与皮肤模拟层150相对应，以使皮肤模拟层150被切开之后对手术器官进行手术操作；壳体110内安装有灌注泵130，灌注泵130具有液体入口和用于与手术器官的动脉相连的液体出口，灌注泵130的液体入口与灌注腔体102连通。切开皮肤模拟层150之后，对手术器官进行手术模拟，并在手术过程中利用灌注泵130将灌注腔体102中的灌注液体输入至手术器官的动脉，模拟操作的真实性很好，且能够以某一离体的器官进行操作，操作的成本低。

在本发明优选的实施例中，壳体110包括上壳111、顶部开口的内壳112和顶部开口的下壳113，上壳111盖合于下壳113的顶壁上，内壳112容置于上壳111和下壳113形成的容置空间内；网孔板120安装于内壳112中，以将内壳112分为操作腔体101和灌注腔体102，上壳111的顶壁上设置有操作缺口114，皮肤模拟层150安装于上壳111上以封盖操作缺口114，并使用上盖107内部筋位进行固定。将壳体110设置为上壳111、内壳112和下壳113的形式，可以通过粘接或卡扣的形式将上壳111和下壳113连接，可以通过卡扣的形式将内壳112的顶壁和上壳111的顶部内壁连接，整体的稳固性较好。

具体地，皮肤模拟层150可以采用橡胶或硅胶等材质，以接近人体皮肤的材质为宜，可以通过在上壳111的操作缺口114周围的壁面上设置凹槽及上盖107内部筋位将其固定。

在本发明较佳的实施例中，内壳112的内壁上设置有用于安装网孔板120的环形凸条115，以将内壳112分为操作部116和灌注部117，内壳112从灌注部117的底端至操作部116的顶端直径逐渐增大，灌注部117容置于下壳113中。上壳111的内壁与内壳112顶部配合，可以采用卡接的方式进行限位。

进一步地，灌注泵130安装于灌注部117的外壁与下壳113的内壁之间的动力区间103内，动力区间103内还安装有辅助泵140，辅助泵140的进口用于与手术器官的静脉、外置管路和灌注腔体中的至少一者相连，辅助泵140的出口连接于手术器官的动脉或手术器械，辅助泵140的进口和出口均设置于内壳112的操作腔体101的侧壁上。辅助泵140是有针对性需要时进行开启，如需要快速将器官进行充盈，则采用辅助泵140与手术器官的动脉的连接方式；如需要将器官内的“血液”抽出，则采用辅助泵140与手术器官的静脉的连接方式；如需要将灌注腔体102补充液体，则采用辅助泵140与外置进液管路连接的方式。

需要说明的是，辅助泵140入口(进口)提供负压，可用于吸引液体(连接静脉、外置管路、灌注腔体)；出口提供正压，可补给液体(连接动脉、手术器械)。

具体地，请结合图2和图3，网孔板120上密集排布有下流孔，以使器官静脉流出的“血液”回流至灌注腔体102中。在一些实施例中，网孔板120可以采用两个半圆形板的结构，在中间设置合页等转动连接件进行连接，在不使用时方便收纳，在两个半圆形板上均设置方形缺口，以供灌注泵130和辅助泵140的管路通过。

如图2中所示，在上壳111的侧壁上设置有第一电路元件104，对应在内壳112的侧壁上设置有第二电路元件105，第一电路元件104包括开关、电源插孔、香蕉头母座等，第二电路元件105包括香蕉头母座元件，便于电刀负极连接模块；快接插头母座(为灌注泵出水口及辅助泵的入水口出水口)，便于模块或器械连接灌注泵或辅助泵管路，电极导线106一端与网孔板120相连，另一端与第二电路元件105(香蕉头母座)相连，然后通过内部线路与第一电路元件104相连。同样，灌注泵130和辅助泵140的连接管路也通过第二电路元件105(快接插头)进行液体管路连接，其内部管路的设置在此参照现有技术，不做过多赘述。第一电路元件104上插座还可以连接电刀主机进行切割练习。第二电路元件105上的快插头母座可与快插头公座快速插接并锁紧，快插头公座另一侧连接硅胶管，硅胶软管可连接动物器官进行灌注，或连接医疗器械如电切镜，提供持续供水。内壳112上方三个快接插头中的一个为灌注泵130出水口，另两个分别为辅助泵140的取水口(吸引)和辅助泵140的出水口(灌注)。

优选地，灌注泵130为脉冲灌注泵，可以模拟心脏等器官的供血，辅助泵140可以为蠕动泵。具体地，脉冲灌注泵是以一定频率工作的磁力泵，由电路板上的定时器控制的开关，以一定频率通断，从而控制泵的供电电路通断，进而达到磁力泵以相同频率工作的目的。蠕动泵具有持续灌注和吸引液体功能，可为器官充盈或器械提供持续的血液、水流供给，或为器官提供持续的吸引功能。泵由电源适配器供电，可通过调节可调电阻，实现0-10v外控调速，可根据实际需求调节液体流量。

进一步地，在内壳112的灌注部117上设置有出液口，出液口处安装有用于过滤破碎组织的筛笼160，灌注泵130的液体入口与灌注部117上的出液口相连。通过筛笼160过滤碎肉等组织，防止这些组织进入泵体，影响泵的操作寿命。在一些实施例中，内壳112的灌注部117的底部和下壳113的底部设置有出液口，供手术结束后放出“血液”，可以通过塞子170在手术过程中封堵该出液口。内壳112和下壳113的出液口处可以分别设置凹槽、凸起等结构配合固定，起到进一步的限位作用。

在一些实施例中，在下壳113的底壁上还设置有可拆卸的维修盖181，其通过维修盖橡胶垫182和下壳113内的维修盖固定板183进行固定。

进一步地，壳体110还包括上盖107，上盖107与上壳111的顶壁可拆卸连接，利用上盖107可以起到对皮肤模拟层150的保护和固定作用，其可以通过卡扣连接的方式与上壳111的顶壁相连，在模拟操作时拆除即可。

进一步地，请结合图1、图2、图4-6，操作腔体101的侧壁上还设置有侧开孔结构190，侧开孔结构190包括用于连接管道状器官的适配器191和侧开孔通道192，侧开孔通道192安装于操作腔体101的侧壁上，适配器191连接于侧开孔通道192位于操作腔体101的一端。适配器191可以为不同尺寸，用于连接不同的器官，如10毫米适配器用于连接尿道，15毫米的适配器用于连接食道，26毫米的适配器用于连接大肠，35毫米适配器用于连接直肠(也可扩展至40mm)。侧开孔通道192贯穿内壳112和上壳111，提供侧方向操作的端口。

在本发明较佳的实施例中，侧开孔结构190还包括封口盖193和球头固定环194，适配器191具有器官连接端196和球头固定端195，球头固定端195容置于球头固定环194内，球头固定环194的另一端与侧开孔通道192相连，侧开孔通道192远离球头固定环194的一端与封口盖193可拆卸连接。图4和图5为不同状态下的连接图，在操作过程中，移除封口盖193，将适配器191安装于侧开孔通道192中，适配器191的圆柱体可指向产品内侧或外侧，球头位于侧开孔通道192及球头固定环194所组成的球形空间内，可自由活动。适配器191圆柱体指向内部时，可连接食管，大肠等器官；指向外部时，可连接尿道海绵体等，模拟体外器官等。具体地，不同尺寸的适配器191是指器官连接端196的不同尺寸。

具体地，为增加密闭效果在封口盖193和侧开孔通道192之间设置o型圈197，在球头固定环194和适配器191之间也设置o型圈198，封口盖193和侧开孔通道192进行卡接，侧开孔通道192和球头固定环194通过螺纹连接。

请参照图7，在一些实施例中，还可以增加井字格支架001，其通过和皮肤模拟层150贴合之后进行安装，放置用于悬挂器官，起到稳固支撑的作用。

请参照图8和图9，在一些实施例中，还包括器官模块002和用于容置器官模块的衬板003，上盖107上还设置有与器官模块的形状相对应的缺口004。上盖107可开发其他不同体位的外形，如人体腹部外形，配合其他专项腹部模块，可进行腹部区域的手术练习；如人体背部外形，配合其他专项背部模块，可进行背部区域的手术练习；如人体侧卧位外形，配合其他专项侧卧位模块。同样，上盖107的缺口004处可提供扩展功能，放置用于悬挂器官、可为橡胶垫提供支撑的零件，可以放置某些模块用的支撑零件，如开腹阑尾切除术模块。

本发明实施例还提供一种手术训练系统，包括操作电刀和上述手术训练模拟装置，操作电刀可以与上述手术训练模拟装置上的插座相连，进行通电，在手术过程中进行切割等操作。

需要补充的是，电刀切割分单极切割和双极切割，本发明属于单极切割部分。单极切割是使用负极板和电勾，高频电刀主机分别连接负极板和电勾，负极板在手术中通常贴于人的大腿或臀部。

在一些实施例中，使用定制导线一端连接主机，另一端连接第一电路元件104的香蕉头母座，第一电路元件104的香蕉头母座通过内部导线与第二电路元件105的香蕉头母座连接，第二电路元件105的香蕉头母座连接通过电极导线106与网孔板120连接。

此方案可节约负极板成本(负极板粘贴次数有限)，可重复利用，并简化操作流程，避免使用负极板贴到动物模块上，并且避免从壳体110内部引出一根多余的电极线。

综上所述，本发明提供了一种手术训练模拟装置，其通过在灌注腔体中盛放人造血液等灌注液体，切开皮肤模拟层之后，对手术器官进行手术模拟，并在手术过程中利用灌注泵将灌注腔体中的灌注液体输入至手术器官的动脉，模拟操作的真实性很好，且能够以某一离体的器官进行操作，操作的成本低。

本发明还提供的一种手术训练系统，包括操作电刀和上述手术训练模拟装置，其使用部分离体器官，提供了仿真的手感，并利用器官自带的动静脉通路，进行灌注“血液”，提高操作的真实性。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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