一种心血管介入治疗模拟训练操作模型的制作方法

1.本实用新型属于医用教具的技术领域，具体涉及一种心血管介入治疗模拟训练操作模型。


背景技术：

2.经血管介入治疗疾病目前正广泛应用于临床中，其大多数在x线环境下操作。受x线照射后，机体细胞组织和体内水分发生变化，引起组织器官功能障碍，主要表现为内分泌系统的异常、dna变异、癌变、放射性白内障、血液细胞学的变化，如：出血、贫血、白血病、细菌感染等、诱发各种遗传疾病、恶性肿瘤等。
3.由于心脏大血管介入手术的特殊性，需要在x线c型臂支持下进行工作，如手术主要依靠医学影像引导、对操作精细化的要求以及辐射对参观学习的限制等，年轻医生的学习多为“学徒制”训练模式，一般由熟练术者带教，术中学习如何操作导管、导丝、球囊、支架等器械，这样的模式效率低，十分不安全，年轻医生从学习老医生的操作到自己临床操作的周期很长，少数医院能引入国外仿真操作系统或利用三维重建技术模拟介入治疗过程，但是在现实中这些设备常因为过于昂贵而仅供极少数人使用。
4.基于以上的局限性，本实用新型提供了一种心血管介入治疗模拟训练操作模型，旨在为初学心脏大血管介入医生提供一个高效、逼真的模拟手术培训平台。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种心血管介入治疗模拟训练操作模型，实现实验室的模拟教学，减少医生在现实的血管介入操作中的辐射伤害，便于操作练习，具有较好的实用性。
6.本实用新型主要通过以下技术方案实现：
7.一种心血管介入治疗模拟训练操作模型，包括治疗床、dsa模拟机构，所述治疗床上设置有透明的人体血管模型，且治疗床的一侧设置有dsa模拟机构；所述dsa模拟机构包括xy调节座、升降柱、转动座、弧形座、c臂、摄像组件、转动电机、升降电机、驱动电机；所述升降柱安装在xy调节座上，所述升降柱上滑动设置有转动座，且升降电机驱动转动座沿升降柱升降；所述转动座内部安装有转动电机，所述转动电机的驱动轴与弧形座的一侧连接；所述弧形座内部滑动设置有c臂，所述驱动电机驱动c臂在弧形座内滑动；所述c臂的一端设置有摄像组件。
8.本实用新型在使用过程中，以治疗床长度方向为x轴，且以治疗床宽度方向为y轴，以高度方向为z轴。所述xy调节座可以实现升降柱沿治疗床的长与宽的平面进行位置调节，所述转动座带动c臂沿着升降柱进行升降调节。通过xy调节座与升降座的设置可以实现整体在xyz方向的三维位置调节。在使用时，可以进一步地通过转动座调节摄像组件的倾斜度，进一步的调节摄像广度；可以通过驱动装置驱动c臂沿弧形头倾和足倾运动，通过转动座带动c臂左倾和右倾运动，进而综合调节摄像组件的z轴、y轴、x轴的坐标以及倾斜角度。
本实用新型可以真实模拟现实调节情境，实现模拟多功能调节技能，具有较好的实用性。
9.为了扩大使用空间，所述x座的y方向调节量程小于x方向的调节量程，同时升级柱通过l型固定座与x座滑动连接，实现将x座隐藏安装在治疗床的下方，节省安装空间，具有较好的实用性。
10.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述xy调节座包括沿治疗床长度方向设置的x座以及沿治疗床宽度方向设置的y座；所述x座沿y方向滑动安装在y座的顶部，所述y座上设置有气缸，所述气缸驱动x座在y座上沿y方向直线运动；所述x座上设置有直线驱动机构，所述升降柱通过直线驱动机构在x座上沿x方向直线运动。
11.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述直线驱动机构包括丝杠、伺服电机、丝杠螺母，所述丝杠转动设置在x座上，所述伺服电机驱动丝杠转动，所述升降柱通过丝杠螺母与丝杠连接。
12.本实用新型在使用过程中，当需要调节c臂x方向的位置时，可以通过伺服电机驱动丝杠转动，进而实现升降柱沿x方向直线运动；当需要调节c臂y方向位置时，可以启动气缸带动x座整体在y座上沿y方向直线运动。所述伺服电机、气缸均为现有技术，且不是本实用新型的主要改进点，故不再赘述。
13.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述c臂的两侧分别与弧形座内部滑动连接，所述c臂的外侧沿长度方向设置有齿条，所述驱动电机的驱动端对应设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮伸入弧形座内部并与c臂的齿条啮合。
14.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述弧形座的一侧设置有转动槽，所述转动电机的驱动轴嵌入安装在转动槽内；所述弧形座对应转动槽设置有安装腔，所述转动槽的外侧壁与安装腔内壁之间通过轴承连接。
15.为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述摄像组件包括摄像头，所述摄像头通过支撑板与c臂的一端连接。
16.为了更好地实现本实用新型，进一步地，采用硅胶管模拟人体血管模型中的血管，并按照人体血管模型中大动脉走形固定在治疗床上。
17.为了更好地实现本实用新型，进一步地，采用透明塑料球模拟左心室，并通过三通装置分出双侧髂总动脉，并向下延续为双侧股动脉，所述双侧股动脉采用硅胶管制备。
18.本实用新型在使用过程中，首先其通过硅胶管模拟了人体的大血管，通过模拟经左右侧股动脉穿刺置管、导丝导管的植入，通过类似c臂的摄像头进行可见光的立体平面成像，连接电脑设备来显示图像，从而模拟了实际操作过程中的dsa成像系统。以期通过该项目研究来减少年轻医生在血管介入操作中的辐射伤害，同时提高操作经验和熟练程度。可以利用mimics软件构建标准的正常人体血管数据，用硅胶管模拟人体血管，高清摄像头代替c臂成像。
19.本实用新型的有益效果：
20.（1）本实用新型可以进行模拟经股动脉的血管介入操作，减少医生在现实的血管介入操作中的辐射伤害，便于操作练习，具有较好的实用性；
21.（2）本实用新型通过xy调节座与升降座的设置可以实现整体在xyz方向的三维位置调节。在使用时，可以进一步地通过转动座调节摄像组件的倾斜度，进一步的调节摄像广度；可以通过驱动装置驱动c臂沿弧形头倾和足倾运动，通过转动座带动c臂左倾和右倾运
动，进而综合调节摄像组件的z轴、y轴、x轴的坐标以及倾斜角度。本实用新型可以真实模拟现实调节情境，实现模拟多功能调节技能，具有较好的实用性。
附图说明
22.图1为dsa模拟机构的结构示意图；
23.图2为x座与y座的滑动连接结构示意图；
24.图3为xy调节座的结构示意图；
25.图4为直线驱动机构的结构示意图；
26.图5为治疗床与人体血管模型的连接结构示意图。
27.其中：1
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x座、2
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y座、3
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升降柱、4
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转动座、5
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驱动电机、6
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弧形座、7
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c臂、8
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摄像组件、9
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齿条、10
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气缸、11
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治疗床、12
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硅胶管、13
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卡扣、14
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透明塑料球、15
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三通装置。
具体实施方式
28.实施例1：
29.一种心血管介入治疗模拟训练操作模型，如图1所示，包括治疗床11、dsa模拟机构，所述治疗床11上设置有透明的人体血管模型，且治疗床11的一侧设置有dsa模拟机构；所述dsa模拟机构包括xy调节座、升降柱3、转动座4、弧形座6、c臂7、摄像组件8、转动电机、升降电机、驱动电机5；所述升降柱3安装在xy调节座上，所述升降柱3上滑动设置有转动座4，且升降电机驱动转动座4沿升降柱3升降；所述转动座4内部安装有转动电机，所述转动电机的驱动轴与弧形座6的一侧连接；所述弧形座6内部滑动设置有c臂7，所述驱动电机5驱动c臂7在弧形座6内滑动；所述c臂7的一端设置有摄像组件8。
30.本实用新型在使用过程中，以治疗床11长度方向为x轴，且以治疗床11宽度方向为y轴，以高度方向为z轴。所述xy调节座可以实现升降柱3沿治疗床11的长与宽的平面进行位置调节，所述转动座4带动c臂7沿着升降柱3进行升降调节。通过xy调节座与升降座的设置可以实现整体在xyz方向的三维位置调节。在使用时，可以进一步地通过转动座4调节摄像组件8的倾斜度，进一步的调节摄像广度；可以通过驱动装置驱动c臂7沿弧形头倾和足倾运动，通过转动座4带动c臂7左倾和右倾运动，进而综合调节摄像组件8的z轴、y轴、x轴的坐标以及倾斜角度。本实用新型可以真实模拟现实调节情境，实现模拟多功能调节技能，具有较好的实用性。
31.为了扩大使用空间，所述x座1的y方向调节量程小于x方向的调节量程，同时升级柱通过l型固定座与x座1滑动连接，实现将x座1隐藏安装在治疗床11的下方，节省安装空间，具有较好的实用性。
32.实施例2：
33.本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图2
‑
图4所示，所述xy调节座包括沿治疗床11长度方向设置的x座1以及沿治疗床11宽度方向设置的y座2；所述x座1沿y方向滑动安装在y座2的顶部，所述y座2上设置有气缸10，所述气缸10驱动x座1在y座2上沿y方向直线运动；所述x座1上设置有直线驱动机构，所述升降柱3通过直线驱动机构在x座1上沿x方向直线运动。
34.进一步地，所述直线驱动机构包括丝杠、伺服电机、丝杠螺母，所述丝杠转动设置
在x座1上，所述伺服电机驱动丝杠转动，所述升降柱3通过丝杠螺母与丝杠连接。
35.本实用新型在使用过程中，当需要调节c臂7x方向的位置时，可以通过伺服电机驱动丝杠转动，进而实现升降柱3沿x方向直线运动；当需要调节c臂7y方向位置时，可以启动气缸10带动x座1整体在y座2上沿y方向直线运动，。
36.本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
37.实施例3：
38.本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图1所示，所述c臂7的两侧分别与弧形座6内部滑动连接，所述c臂7的外侧沿长度方向设置有齿条9，所述驱动电机5的驱动端对应设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮伸入弧形座6内部并与c臂7的齿条9啮合。
39.进一步地，所述弧形座6的一侧设置有转动槽，所述转动电机的驱动轴嵌入安装在转动槽内；所述弧形座6对应转动槽设置有安装腔，所述转动槽的外侧壁与安装腔内壁之间通过轴承连接。
40.进一步地，所述摄像组件8包括摄像头，所述摄像头通过支撑座与c臂7的一端连接。
41.本实用新型在使用过程中，首先其通过硅胶管12模拟了人体的大血管，通过模拟经左右侧股动脉穿刺置管、导丝导管的植入，通过类似c臂7的摄像头进行可见光的立体平面成像，连接电脑设备来显示图像，从而模拟了实际操作过程中的dsa成像系统。以期通过该项目研究来减少医生在血管介入操作中的辐射伤害，同时提高操作经验和熟练程度。可以利用mimics软件构建标准的正常人体血管数据，用硅胶管12模拟人体血管，高清摄像头代替c臂7成像。
42.本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。
43.实施例4：
44.本实施例是在实施例1
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3任一个的基础上进行优化，如图5所示，采用硅胶管12模拟人体血管模型中的血管，并按照人体血管模型中大动脉走形固定在治疗床11上。采用卡扣13将硅胶管12固定在治疗床11上。
45.采用透明塑料球14模拟左心室，并通过三通装置15分出双侧髂总动脉，并向下延续为双侧股动脉，所述双侧股动脉采用硅胶管12制备。
46.本实用新型在使用过程中，通过提取患者的正常动脉cta的影像数据，利用mimics软件进行cta数据分析得到大动脉的模型图，并在按照一定比例在白色塑胶板中勾勒出模型图中的大动脉走形的图。白色塑胶板模拟dsa的操作床，利用卡扣13固定硅胶管12，按照大动脉走形图进行固定，用透明塑料球14模拟左心室，通过三通装置15分出双侧髂总动脉，向下延续为双侧股动脉。双侧股动脉设计为可重复更换的硅胶血管，以便进行多次穿刺置管操作。
47.模拟介入机床的c臂7设计原理设计简易的手动式类c臂7模型，利用高清摄像头成像代替x线显像，高清摄像头固定于手动式类c臂7结构上，使其垂直向下。图像采集软件安装于计算机上，并用数据线将高清摄像头与计算机ubs接口相连，图像采集软件设置为可保留最后1帧的图像，充分模拟实际的lih功能，同时提供录像以及图像放大等功能。
48.本实施例的其他部分与上述实施例1
‑
3任一个相同，故不再赘述。
49.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限
制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。