CN101527095B - 一种洗胃模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗胃模型，包含微处理器、通过压力传感器和电动调节阀与泵管道相连的透明模型壳、壳内胃模型、胃模型外表面上的电磁线圈阵列、贲门管道处气囊和电动调节阀、幽门管道处电动调节阀和歧管内压力传感器，以及低频激励源。用向气囊和模型壳空腔充气的方法模拟贲门闭合和胃所受的腹内压，用电动调节阀开度模拟幽门动作，用受激励的各组线圈带动模型胃壁运动模拟胃蠕动。可实时调节模拟洗胃和洗胃训练中多种胃参数，并观察洗胃效果，提高了洗胃模型的仿真程度，以避免或减少实际洗胃时导致胃损伤的情况。

Description

一种洗胃模型

技术领域

本发明涉及一种仿真模型装置，特别涉及一种用于洗胃术研究和洗胃机仿真负载的洗胃模型。

背景技术

洗胃术用于对患者临床洗胃，目前自动洗胃采用洗胃机。但是作为洗胃对象的人体胃，至今尚缺乏理想的模型。在学习和研究洗胃术过程中，及洗胃机设计和调试过程中，有的采用刚性容器作为洗胃模型，有的采用消化道不蠕动或幽门开度不能调节的仿真医学教学模型等。虽然现有洗胃模型也取得了一定的洗胃效果，但由于洗胃模型的建模缺乏理论依据，使这些模型不具备人体胃的各种参数性能，模型参数与实际生理胃参数之间存在明显差异，且各种洗胃模型互相之间也缺乏可比性，导致了洗胃过程中患者胃损伤和死亡的情况时有发生，也使得不同洗胃机的性能得不到客观的评价与对比，因此需要一种新型的洗胃模型用于医疗器械行业。

发明内容

本发明是针对现有洗胃模型技术含量不高、与实际生理胃差异明显的问题，提出了一种洗胃模型，以柔性材料作为胃模型，配合电气控制的洗胃模型，可实时调节模拟洗胃和洗胃训练中多种胃参数，可避免或减少实际洗胃时导致胃损伤的情况。

本发明的技术方案为：一种洗胃模型，包括微处理器、模型壳、胃模型、幽门压力传感器、压力传感器、贲门压力传感器、幽门电动调节阀、电动调节阀、贲门电动调节阀、泵、激励源、微型电磁线圈阵列和电线，透明模型壳内放置柔性胃模型，胃模型的二端口均穿过模型壳，分别作为贲门管道和幽门管道，贲门包括最内层的贲门管道、中间层的环形气囊和最外层的刚性气囊箍，环形气囊经贲门压力传感器和贲门电动调节阀连接泵的一个端口，模型壳经压力传感器和电动调节阀连接泵的另一个端口，幽门包括内层的幽门管道、外层的幽门电动调节阀和管道中位于模型壳和电动调节阀之间，且贴近幽门电动调节阀的短歧管，短歧管内接幽门压力传感器，胃模型的外表面间隔安装微型电磁线圈阵列，各组线圈与模型壳的接口之间由电线相连，并通过接口与模型壳外的低频激励源连接，幽门压力传感器、压力传感器和贲门压力传感器信号经过A/D转换后输入微处理器，微处理器处理数据后输出控制幽门电动调节阀、电动调节阀、贲门电动调节阀和低频激励源。

所述微型电磁线圈阵列由环形分组的线圈构成，粘结在胃模型外侧。

所述压力传感器与短歧管之间采用密封式接插连接。

所述低频激励源在微处理器的控制信号下，输出信号频率可调节，模拟蠕动波时低频激励源每次输出接通微型电磁线圈阵列中的三组相邻线圈，而模拟胃激惹时则一次接通多组线圈。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种洗胃模型，通过在模拟洗胃中，让操作者定量控制胃模型所受的腹内压、胃蠕动波和幽门开度等多个时变参数，以此对不同生理参数状况下的洗胃过程进行仿真，并使操作者观察到参数变化对洗胃结果的影响，为洗胃术和研究及洗胃机设计提供硬件仿真手段。

附图说明

图1是本发明洗胃模型结构示意图；

图2是本发明洗胃模型的局部磁场相互作用原理；

图3是本发明洗胃模型的贲门结构图；

图4是洗胃模型的测控框图。

具体实施方式

图1所示洗胃模型结构示意图，模型包括透明模型壳2，壳内放置柔性胃形囊，即胃模型6，胃模型6的二端口均穿过模型壳2，分别作为贲门管道18和幽门管道10；模型壳外的贲门管道的外层是环形气囊1，该囊的外层是刚性气囊箍17，环形气囊1经贲门压力传感器16和贲门电动调节阀15连接泵13的一个端口，幽门管道10外层是幽门电动调节阀8，短歧管9位于模型壳和电动调节阀之间，且贴近幽门电动调节阀8，短歧管9内是幽门压力传感器11的感测部分，短歧管9和幽门压力传感器11之间通过密封式接插连接，微处理器可根据设定的周期，控制幽门电动调节阀8的关闭和开度，模拟幽门开闭，也可根据幽门压力传感器11测得胃内幽门处压力超过设定值的程度，控制幽门电动调节阀8的开度，从而模拟胃容物冲开幽门；胃模型6的外表面间隔安装微型电磁线圈阵列7，该阵列由环形分组的线圈构成，每组线圈与模型壳2的接口5用电线3连接，并通过此接口与模型壳外的低频激励源4连接，该激励源4使线圈阵列7中一组环形分布的线圈产生的磁场与相邻上、下组的线圈产生的磁场间分别产生吸力和斥力作用，使线圈在电磁力作用下带动胃模型6一起产生相对运动。模型壳2经压力传感器12和电动调节阀14连接泵13的另一个端口，以便泵向模型壳2和胃模型6之间的空腔充气。

图2所示粘贴在胃模型6外表面的电磁线圈阵列7产生的局部磁场。电磁线圈阵列7由环形分组的线圈构成，粘结在胃模型6外侧，模拟胃蠕动波时，激励源每次接通三组相邻线圈，使线圈阵列中一组环形分布的线圈产生的磁场与相邻上、下组的线圈产生的磁场间分别产生吸力和斥力作用，使胃模型6的上部受到环形挤压而压缩，而下部被拉伸而张开，线圈在电磁力作用下带动胃模型6的壁一起产生相对运动。

图3所示贲门结构图，包括箍在胃模型6的贲门管道外的气囊1，和气囊外层的刚性气囊箍17。当洗胃管插入后，泵13通过管道对气囊1充气，在气囊箍17的约束下，气囊1向环内侧膨胀，通过挤压胃模型6的贲门管道，把洗胃管箍住。

图4所示洗胃模型的测控框图，微处理器接收贲门压力、胃受腹内压、蠕动周期、幽门开闭周期，以及幽门压力与开度关系的设定，在洗胃前驱动泵13及其所接的电动调节阀14和贲门电动调节阀15，使模型胃6受到腹内压，气囊1膨胀箍住洗胃管，在洗胃过程中微处理器驱动激励源，实现胃蠕动以及胃激惹，控制幽门电动调节阀8的开度值，模拟幽门的开闭情况。各压力传感器反馈值，均经A/D后接收，各参数由显示器输出。

洗胃模型启动时，在微处理器控制下，幽门处幽门电动调节阀8关闭，柔性管道被该阀挤瘪，胃模型6的幽门排泄通道关闭。在洗胃管从贲门插入胃模型6内后，泵13的一个端口向贲门处环形气囊1注气，在气囊箍17的约束下，气囊向环内膨胀挤压，箍住洗胃管，箍管压力由贲门电动调节阀15调节，并由贲门压力传感器16测量。泵13的另一端口向模型壳2内注气，气压由电动调节阀14调节，并由压力传感器12测量，以模拟胃承受的腹内压。

模拟胃蠕动波时，低频激励源4输出正负交替的激励信号，从贲门到幽门分别接通电磁线圈阵列7中的各组线圈，且每次接通三组相邻线圈，受激励的线圈组通电后，产生的交替N和S磁极，上、下相邻的各组线圈产生的磁场相互作用。当一组线圈产生的磁场与上面组线圈产生磁场出现引力时，它就与下面组线圈产生磁场出现斥力，使胃模型6的上部受到环形挤压而压缩，而下部被拉伸而张开，模拟胃容物往幽门处下推过程，且部分胃容物会被反向推向胃体，模拟继续消化的过程，如此就模拟了胃蠕动波。激励源4也可使多组线圈之间同时产生吸力和斥力，模拟胃激惹。

通过低频激励源4输出信号频率的范围可在0～6次/分钟之间调节，以模拟不同患者的胃蠕动和激惹。

洗胃过程中，微处理器可按设定周期控制幽门处幽门电动调节阀8打开，模拟胃容物从胃模型6排出的情况；微处理器也可根据设定的压力与阀的开度关系，控制阀开度，模拟出洗胃压力较大时，胃容物冲开幽门后进入肠道的现象。

Claims (3)

1.一种洗胃模型，包括微处理器、模型壳(2)、胃模型(6)、幽门压力传感器(11)、压力传感器(12)、贲门压力传感器(16)、幽门电动调节阀(8)、电动调节阀(14)、贲门电动调节阀(15)、泵(13)、低频激励源(4)、微型电磁线圈阵列(7)和电线(3)，透明模型壳(2)内放置柔性的该胃模型(6)，胃模型(6)的二端口均穿过模型壳(2)，分别作为贲门管道(18)和幽门管道(10)，其特征在于，贲门包括最内层的贲门管道(18)、中间层的环形气囊(1)和最外层的刚性气囊箍(17)，环形气囊(1)经贲门压力传感器(16)和贲门电动调节阀(15)连接泵(13)的一个端口，模型壳(2)经压力传感器(12)和电动调节阀(14)连接泵(13)的另一个端口，幽门包括内层的幽门管道(10)、外层的幽门电动调节阀(8)和幽门管道中位于模型壳(2)和幽门电动调节阀(8)之间，且贴近幽门电动调节阀(8)的短歧管(9)，短歧管(9)内接幽门压力传感器(11)，胃模型(6)的外表面间隔安装微型电磁线圈阵列(7)，各组线圈与模型壳(2)的接口(5)之间由电线(3)相连，并通过接口(5)与模型壳(2)外的低频激励源(4)连接，幽门压力传感器(11)、压力传感器(12)和贲门压力传感器(16)信号经过A/D转换后输入微处理器，微处理器处理数据后输出控制幽门电动调节阀(8)、电动调节阀(14)、贲门电动调节阀(15)和低频激励源(4)，所述微型电磁线圈阵列(7)由环形分组的线圈构成，粘结在胃模型(6)外侧。

2.根据权利要求1所述的洗胃模型，其特征在于，所述幽门压力传感器(11)与短歧管(9)之间采用密封式接插连接。

3.根据权利要求1或2所述的洗胃模型，其特征在于，所述低频激励源(4)在微处理器的控制信号下，输出信号频率可调节，模拟蠕动波时低频激励源(4)每次输出接通微型电磁线圈阵列(7)中的三组相邻线圈，而模拟胃激惹时则一次接通多组线圈。

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