一种用于眼科手术训练的高仿真模型的制作方法

1.本发明涉及眼科手术技术领域，尤其涉及一种用于眼科手术训练的高仿真模型。


背景技术：

2.眼睛对于人体而言是极其重要的器官，其位于头部，距离大脑近，结构非常复杂精妙并且十分脆弱，因此眼科手术一直是最难的外科手术之一，眼科医生们往往需要进行不计其数的练习才能掌握相关的技能，以满足在真人的眼睛上进行手术操作的要求。
3.对此，现有技术中一种较为先进的技术为眼外壳手术模拟训练系统，其能够通过设备和系统模拟各类眼部手术的操作，练习手术过程中出现的并发症处理。但是这类训练系统一般只能使用与系统配套的磁性模拟沿，不能使用真实的动物眼进行试验，缺乏手术实感，而且价格昂贵，难以足量配备。
4.另一种较为简单传统的技术为将动物眼球放置在简易的脸部模型上，形成眼科手术模型供练习，能够使用真实的动物眼球，更接近真实体验，且成本较低，更适合大量配备。但是，这种眼科手术模型中的脸部模型一般是批量一体成型，形状固定难以自由调整的，而真实的人脸中，其面部特征多样化，尤其是靠近眼睛的鼻梁和额头高度的不同，会对进行手术时器械操作的角度和方式等造成较大的影响，固定形状的脸部模型难以满足需求。此外，这类眼科手术模型中的脸部模型往往只在眼部位置开设仅供眼球放置和露出的小孔，使得应用在这类眼科手术模型中的动物眼，需要将眼睑、眼外肌等外眼结构完全去除，只剩下内部的眼球，导致与临床实际的人眼结构相差较大，训练范围显著缩小，且仿真模拟程度较低。因此，现有技术中的眼科手术模型也无法为医生提供更加接近实际的人眼的练习体验，不利于医术的提升。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的一些不足，本发明的目的在于提供一种用于眼科手术训练的高仿真模型，其结构更加仿真且面部特征可调，练习难度可调，更接近真实的多样的患者面部和眼部特征，成本较低，便于在医学院和医院等机构中大量配备。
6.本发明的目的采用如下技术方案实现：
7.一种用于眼科手术训练的高仿真模型，包括：
8.脸部模型，其包括相互独立的额部、鼻部、下脸部和眼部孔，所述额部的下端衔接所述鼻部的上端，所述鼻部的下端衔接所述下脸部的上端，所述眼部孔位于所述鼻部两侧的所述额部和下脸部之间；所述眼部孔用于容置动物眼眶组织块；
9.支撑调节组件，所述额部和鼻部的内侧支撑有所述支撑调节组件，所述支撑调节组件的支撑长度能够调节，从而调节所述额部和/或鼻部凸出的高度。
10.进一步地，所述支撑调节部包括两处分别用于支撑所述额部和鼻部的子支撑调节部，每处所述子支撑调节部包括活动螺杆、固定座、驱动齿轮和旋轴，所述活动螺杆可轴向活动地设置于所述固定座中，且其轴向的顶端支撑于所述额部或鼻部的内侧；所述驱动齿
轮的轴向与所述活动螺杆的轴向相互垂直，驱动齿轮的轮齿啮合于所述活动螺杆侧面的外螺纹上；所述旋轴连接于所述驱动齿轮的中心位，用于带动所述驱动齿轮旋转。
11.进一步地，所述旋轴的一端与所述驱动齿轮连接，另一端从所述脸部模型的侧面伸出并设有旋钮。
12.进一步地，所述子支撑部还包括驱动电机和开关，所述驱动电机为所述旋轴的转动提供动力，所述开关与所述驱动电机电连接并用于控制所述驱动电机的开启和关闭。
13.进一步地，还包括定位组件，所述定位组件的一端连接于所述额部和/或下脸部上，另一端向所述眼部孔伸出，用于卡压放置于所述眼部孔的动物眼眶组织块。
14.进一步地，所述定位组件包括按压件和扭簧，所述按压件的一端与所述额部和/或下脸部通过所述扭簧铰接，使得所述按压件的另一端具有向所述眼部孔内侧的弹性力。
15.进一步地，所述定位组件包括按压螺杆和螺母，所述螺母的外侧面固定于所述额部和/或下脸部的外侧面上，所述按压螺杆的一端以轴线朝向所述眼部孔的方向螺合于所述螺母中，另一端向所述眼部孔伸出。
16.进一步地，所述鼻部的顶部为眉心，所述额部的下端高于所述眉心；所述下脸部的上端不高于所述鼻部的鼻翼，使得所述眼部孔至少覆盖脸部模型的眼眶范围。
17.进一步地，所述鼻部的左右两侧各设有一个所述眼部孔，左侧的眼部孔呈左侧开放的开口状，右侧的眼部孔呈右侧开放的开口状。
18.进一步地，还包括模拟眼球和眼眶部模拟件，当无眼球的动物眼眶组织块容置于所述眼部孔时，所述模拟眼球用于替代原动物眼眶内的眼球；所述眼眶部模拟件用于模拟人眼眶部，其包括相互独立的左模拟件和右模拟件，所述眼部孔包括左孔和右孔，所述左模拟件与所述左孔匹配并能放置于其中，所述右模拟件与所述右孔匹配并能放置于其中。
19.本发明中的一种用于眼科手术训练的高仿真模型，相较于现有技术而言，其脸部模型不再是一体成型的单片式，而是具有相互独立的额部、鼻部和下脸部，灵活性更强，为根据需求调节每个部位的高度和位置提供了基础。更重要的是，本发明还具有与相互独立的额部、鼻部和下脸部配套的支撑调节组件，支撑调节组件一方面为脸部模型提供基础的支撑，使其能以一定的高度放置，另一方面，由于其支撑高度是可调节的，当支撑高度变高时，被支撑的部位的凸起高度也能发生变化，从而可以模拟出不同的鼻梁高度和额头高度这两个对手术影响巨大的因素，形成不同练习难度，练习更加全面，在使用这一模型进行练习后，可以很好地掌握在真实手术中面临不同鼻梁高度和额头高度的患者时，眼科手术操作的最佳角度和方式，从而提高患者的治愈率和降低医疗事故的发生率。此外，由于本发明未采用复杂的高昂设备，其制造成本和使用成本可控，十分适合在各医学院校和医院等医疗机构中大量配备，满足多数学医者的临床练习需求。
附图说明
20.图1为本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型的俯视示意图；
21.图2为本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型的侧视示意图；
22.图3为本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型安装好动物眼眶组织块后的俯视示意图；
23.图4为本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型安装好动物眼眶组织块后的
侧视示意图；
24.图5为本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型中模拟眼球的两个角度的示意图；
25.图6为本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型做好部分手术准备时的示意图；
26.图中，1－脸部模型，11－额部，12－鼻部，13－下脸部，14－眼部孔，15－眉心，2－支撑调节组件，21－子支撑调节部，211－活动螺杆，212－固定座，213－驱动齿轮，214－旋轴，215－旋钮，3－按压件，4－底盘，5－一次性塑料孔巾，6－膜。
具体实施方式
27.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
28.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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，因此不能理解为对本技术的限制。
29.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。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
31.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
32.图1至4示出了本发明的一种用于眼科手术训练的高仿真模型，包括脸部模型1和支撑调节组件2，脸部模型1包括相互独立的额部11、鼻部12、下脸部13和眼部孔14，所述额部11的下端衔接所述鼻部12的上端，所述鼻部12的下端衔接所述下脸部13的上端，所述眼部孔14位于所述鼻部12两侧的所述额部11和下脸部13之间；所述眼部孔14用于容置动物眼眶组织块；脸部模型1仿照人脸的形状设置，具有为使用者提供更加接近在真人脸上操作体验的作用，一般而言，脸部模型1采用硅胶在模具中一体成型为整片，并在眼部位置开设小孔，用于在此处露出动物眼眶组织块(例如猪眼眶组织块)，但是实际上，每个人的脸型都不一样，其中由于鼻梁和额头靠近眼睛，因此鼻梁高度和额头高度这两个参数对于眼科手术的操作具有重大影响，如果在练习时仅采用单一固定高度的鼻梁和额头模型进行练习，在实际操作时会发现患者的脸部很不一样，需要花费一定的时间才能适应，在这个适应过程中进行的操作，可能会对患者的眼睛造成不可逆转的伤害。考虑到这些原因，本实施例中的
脸部模型1为了方便实现鼻梁和额头凸起高度的调节，将额部11、鼻部12和下脸部13设置为相互独立的部件，这样使得额部11和鼻部12的高度都能被单独调节，从而模拟出各种各样的患者鼻梁和额头，形成不同的练习难度。此外，本实施例中优选在鼻梁和额头表面还覆盖有弹性层，用于模拟弹性皮肤提供真实触感，并且避免鼻梁和额头高度相差较多时肉眼见到明显分离，影响仿真程度。
33.与上述脸部模型1配套的，所述额部11和鼻部12的内侧支撑有所述支撑调节组件2，所述支撑调节组件2的支撑长度能够调节，从而调节所述额部11和/或鼻部12凸出的高度。支撑调节组件2一方面为脸部模型1提供基础的支撑，使其能以一定的高度放置，另一方面，由于其支撑高度是可调节的，当支撑高度变高时，被支撑的部位的凸起高度也能发生变化，从而可以模拟出不同的鼻梁(即鼻部12)高度和额头(即额部11)高度这两个对手术影响巨大的因素，练习更加全面，在使用这一模型进行练习后，可以很好地掌握在真实手术中面临不同鼻梁(即鼻部12)高度和额头(即额部11)高度的患者时，眼科手术操作的最佳角度和方式，从而提高患者的治愈率和降低医疗事故的发生率。此外，由于本发明未采用复杂的高昂设备，其制造成本和使用成本可控，十分适合在各医学院校和医院等医疗机构中大量配备，满足多数学医者的临床练习需求。其中，额部11和鼻部12的高度调节可以是同时调节的，也可以是分别调节的。
34.除此之外，本实施例优选在眼部孔14部分也设有支撑调节组件2，用于支撑调节动物眼眶组织块，当动物眼眶组织块放置在其上时，其高度也可以调节。这是考虑到实际操作中，取得的动物眼眶组织块的大小和厚度不一定是一样的，那么为了尽可能地使得眼组织贴合脸部模型1，高度的调节十分重要，能够为使用者提供更加仿真的练习体验。
35.本实施例中的支撑调节部主要用于调节支撑高度，因此在机械结构上具有多种实现方式，并且技术难度较小，在此不做一一赘述，除在本实施例中列举的实施方式之外，在其它技术方案没有实现除调节支撑高度的意料之外的技术效果的情况下，应当落入本发明的保护范围之中。
36.作为支撑调节部的一种优选实施方式所述支撑调节部包括两处分别用于支撑所述额部11和鼻部12的子支撑调节部21，每处所述子支撑调节部21包括活动螺杆211、固定座212、驱动齿轮213和旋轴214，所述活动螺杆211可轴向活动地设置于所述固定座212中，且其轴向的顶端支撑于所述额部11或鼻部12的内侧；所述驱动齿轮213的轴向与所述活动螺杆211的轴向相互垂直，驱动齿轮213的轮齿啮合于所述活动螺杆211侧面的外螺纹上；所述旋轴214连接于所述驱动齿轮213的中心位，用于带动所述驱动齿轮213旋转。当旋轴214正向转动时，带动驱动齿轮213正向转动，由于活动螺杆211与驱动齿轮213啮合，因此活动螺杆211能被驱动齿轮213带动向上沿着轴向活动，使得受其支撑的额部11或鼻部12的凸起高度升高，形成更加深邃的脸部轮廓；反之，当旋轴214反向转动时，带动驱动齿轮213反向转动，活动螺杆211被带动向下沿着轴向活动，使得受其支撑的额部11或鼻部12的凸起高度降低，形成更加扁平的脸部轮廓。这种支撑调节部使得额部11和鼻部12的高度调节更加方便，且尤其其结构简单，体积较小，适合设置在脸部模型1下方。
37.上述的子支撑调节部21中旋轴214的转动可为手动或机动，当采用手动时，所述旋轴214的一端与所述驱动齿轮213连接，另一端从所述脸部模型1的侧面伸出并设有旋钮215，需要调节时只需要从侧面旋动旋钮215即可，既不需要将脸部模型1拿开，又不影响正
面操作，且无需接电和留出设置电机或马达的位置，灵活性更强。当采用机动时，所述子支撑部还包括驱动电机和开关(图中未示出)，所述驱动电机为所述旋轴214的转动提供动力，所述开关与所述驱动电机电连接并用于控制所述驱动电机的开启和关闭，通过开关来控制驱动电机的工作与否，比起手动的方案，这种方案的响应速度更快，能实现快速调节。
38.此外，调节支撑装置也可以直接采用气缸类的机构，其能直接控制鼻部12和额部11高度方向上的位移，装配更加简单，调节更加直观。
39.为了动物眼眶组织块容置在眼部孔14中之后位置被固定起来，避免在手术操作的过程中，发生位移，影响手术精度，本实施例优选还包括定位组件，所述定位组件的一端连接于所述额部11和/或下脸部13上，至少从额部11和下脸部13中的一个方向对动物眼眶组织块进行固定，另一端向所述眼部孔14伸出，用于卡压放置于所述眼部孔14的动物眼眶组织块。
40.作为定位组件的一种优选方式，所述定位组件包括按压件3和扭簧，所述按压件3的一端与所述额部11和/或下脸部13通过所述扭簧铰接，使得所述按压件3的另一端具有向所述眼部孔14内侧的弹性力，在使用时，首先克服扭簧的弹力将按压件3向外拨开，随后将动物眼眶组织块放入眼部孔14中，调整好位置之后再将按压件3放下，在扭簧弹力的作用下，按压件3将动物眼眶组织块按压在眼部孔14中，使其难以发生移动，按压件3的位置优选为避开眼球所在位置处，防止按压件3为手术操作造成影响。
41.作为定位组件的另一种优选方式，所述定位组件包括按压螺杆和螺母，所述螺母的外侧面固定于所述额部11和/或下脸部13的外侧面上，所述按压螺杆的一端以轴线朝向所述眼部孔14的方向螺合于所述螺母中，另一端向所述眼部孔14伸出，按压螺杆高于动物眼眶组织块的高度，在使用时，首先将按压螺杆向远离眼部孔14的位置旋出，避免按压螺杆对动物眼眶组织块的放置产生干涉，当动物眼眶组织块放置到位之后，再将按压螺杆向眼部孔14的方向旋进，进而将动物眼眶组织块按压在其下方，起到固定的作用。
42.如图3和4所示为安装好动物眼眶组织块之后的示意图，可以看出与一般的眼科手术模型不同的另一个重要技术特征在于，本发明中的所述鼻部12的顶部为眉心15，所述额部11的下端高于所述眉心15；所述下脸部13的上端不高于所述鼻部12的鼻翼，使得所述眼部孔14至少覆盖脸部模型1的眼眶范围，相比较一般的只能装下一个孤立眼球的脸部模型1而言，本发明中的脸部模型1中将眼部孔14的范围大幅增大，使得其能够满足包容更大的动物眼眶组织块，因此，本实施例中使用的动物眼眶组织块能够包括眼眶骨、眼睑、眼球、眼外肌、眶内软组织和视神经等结构，这种完整的动物眼眶组织块在操作练习时，可以提供更加接近实际手术操作的体验。对于仅有眼球的操作模型而言，效果能大幅提升；由于具有完整的眼眶骨支撑，还便于对眼睑等部分进行手术练习，比起仅在眼球外带眼睑的操作模型而言，其能防止由于眼组织缺少有效的眶壁支撑，造成的在实际操作过程中易于变形、组织张力发生改变，影响在眼睑手术中对手术效果的观察的缺陷。而且与上述的定位组件匹配的，由于带有眼眶的动物眼眶组织块中眼眶骨头较硬，通过一般的穿刺方法难以将其穿透，采用按压卡压等方法更加简单易于操作，而且有较大的范围用于按压卡压固定，不容易按压到眼球上引起眼球损坏。
43.作为眼部孔14进一步形状和位置的一个优选方案，所述鼻部12的左右两侧各设有一个所述眼部孔14以便提供双眼的外科手术练习，左侧的眼部孔14呈左侧开放的开口状，
右侧的眼部孔14呈右侧开放的开口状，这种半开放式的眼部孔14，便于本实施例中适用的包含眼眶骨、眼睑、眼球、眼外肌、眶内软组织和视神经等结构的大块动物眼眶组织块的侧向安装和拆卸。本眼部开口的长度为9cm至11cm，优选10cm；宽度为6cm至8cm，优选7cm，这一尺寸能够适用大部分含有眼眶等部位的动物眼眶组织块的尺寸，尤其是猪眼组织的尺寸。
44.此外，如图5所示，本实施例还优选包括球形的模拟眼球，当无眼球的动物眼眶组织块容置于所述眼部孔时，所述模拟眼球用于替代原动物眼眶内的眼球。本实施例中可使用的眼眶组织块包括眼球、眼外肌、眼眶组织、眶骨及眼睑等结构，但现有的大量练习中仅采用其中的眼球，其余组织均被遗弃，造成大量的浪费。本实施例中的模拟眼球，可放入被除去眼球的动物眼眶中，使得模拟眼球替代原有眼球支撑眼睑，当固定在眼部孔中之后，可以方便地继续进行眼睑及眶周操作的练习，充分利用了除去眼球之后的残余动物眼眶组织块。
45.本实施例还设有眼眶部模拟件，所述眼眶部模拟件用于模拟人眼眶部，其包括相互独立的左模拟件和右模拟件，所述眼部孔包括左孔和右孔，所述左模拟件与所述左孔匹配并能放置于其中，所述右模拟件与所述右孔匹配并能放置于其中。在某些眼科手术练习中，只需要进行单侧练习，因此只需要在单侧的眼部孔中放置动物眼眶组织块即可，此时另一侧的眼部孔一般处于空置状态，使得整个脸部模型缺乏真实感。因此，本实施例中还提供了眼眶部模拟件，其用于在一侧练习时，填充对侧，形成一个完整的人脸形状。当进行右侧眼科手术练习时，右孔中安装真实的动物眼眶组织块，左孔采用左模拟件放置在左孔中，维持脸部模型为全脸形态；当进行左侧眼科手术联系时，左孔中安装真实的动物眼眶组织块，右侧采用右模拟件放置在右孔中，维持脸部模型为全脸形态。可以看出，采用本实施例中的眼眶部模拟件之后，可以提供更多样化、可调性更强、更加贴近真实的手术练习体验。
46.在操作的过程中，会有一些组织液和术中冲洗液体，为了避免在操作的过程中流出，增加清洗难度，本实施例优选还包括底盘4，所述支撑调节组件2放置于所述底盘4中，下方的底盘4能够承接从脸部模型1流下的液体，便于手术环境的保持。
47.在手术时，将猪眼眶组织块固定在眼部孔14之后即可开始进行手术准备，可以准备边长为50cm的一次性塑料孔巾5，其中央设有椭圆形孔用于露出眼睛，椭圆形孔的长轴10cm，短轴6cm，将一次性塑料孔巾5覆盖在猪眼组织和脸部模型1外，露出即将开展手术练习的眼，并在其上贴膜6作为隔水，以充分模拟眼科手术场景。可以看出，使用本技术中的高仿真模型，还可以练习术前准备阶段的操作，达到了传统眼科练习手术模型所无法达到的效果。
48.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。