CN105144268A - 用于模拟血流的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于模拟血流的装置包括自动化单元以及用于生成波形的波形发生器。波形发生器包括泵，其能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过流体管线从波形发生器传送波形。波形发生器还包括能够将流体管线分为附加流体管线的分支点，其中流体管线包括主管线和平行管线。另外，波形发生器包括能够至少部分堵塞流体流的阀。该装置还包括能够包含流体的贮器，其中波形经过模拟血流的流体管线进入和离开解剖单元和波形发生器。

Description

用于模拟血流的装置、系统和方法

与联邦资助研发有关的声明：

本申请不是任何联邦资助研发的主题。

联合研发协议方的名称：

没有与任何第三方的联合研发协议。

技术领域

本发明的实施例大致涉及用于模拟血流的装置、系统和方法。具体来说，本发明的实施例针对一种培训装置，其为了便于经由超声技术来得到生理血液波形的信息和认识而产生流体中的流型。本发明的实施例的培训装置可用作用于分析血流/流体流的系统的部分和/或分析血流/流体流的方法。

背景技术

先前的超声培训装置没有包括与诊断放射领域中通常(common)的生理条件匹配的流体速度轮廓(profile)。

在现有技术中，申请人或发明人不知道允许病理条件中的血流的准确模拟的任何现有模拟装置。例如，存在为了各种目的而模拟人类解剖的若干装置，包括对人工解剖标志提供明显脉动的装置。一个示例是人体模型手臂，其包括用于实施静脉内导管的插入的明显脉动。但是，这类装置没有准确地模拟病理条件中的血流。

在其他现有技术解剖模型中，人造“血液”装入软组织状材料中，以实施静脉穿刺(即，为了静脉疗法或者静脉血的血液取样而得到静脉通路的过程)。但是，在这些装置中，流体没有如真正形式中所见的那样移动。例如，用于通过大静脉内导管来实施颈内静脉的通路的一种模型使用附连到大球的吸球来模拟脉动颈动脉，其中球用手来压缩。现有技术中存在采用手可压缩球的腿和上臂的类似解剖模型。此外，具有自动化泵的解剖模型对颈和躯干存在，但是这个装置没有产生人体血流的真实压力和速度的健壮生理模型。

因此，存在对于为了便于经由超声技术等得到生理血液波形的信息和认识而产生流体中的流型的装置的需要。

发明内容

由于上述原因，因此本发明的实施例的一个目的是提供一种培训装置，其为了便于经由超声技术得到生理血液波形的信息和认识而产生流体中的流型，以及提供超声模拟以便通过使用超声技术来识别病理波形。

本发明的实施例优选地包括一种用于模拟血流的装置，其包括解剖单元以及用于生成波形的波形发生器。波形发生器包括泵，其能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过流体管线从波形发生器传送波形。波形发生器还包括能够将流体管线分为附加流体管线的分支点，其中流体管线包括主管线和平行管线。另外，波形发生器包括能够至少部分堵塞流体流的阀。该装置还包括能够包含流体的贮器，其中波形经过模拟血流的流体管线进入和离开解剖单元和波形发生器。

本发明的又一实施例针对一种用于模拟血流的装置，其包括复制至少一个睾丸的解剖单元以及用于生成波形的波形发生器。波形发生器包括正位移(positivedisplacement)电流体泵，其能够抽送模拟流经模拟动脉的至少一个流体管线的血液的流体，并且由此经过流体管线从波形发生器传送波形。波形发生器还包括能够将流体管线分为多个流体管线的分支点，其中多个流体管线包括主管线和平行管线。另外，波形发生器包括能够包含流体的动脉流流体贮器以及能够至少部分堵塞流体流的阀。多个阀包括：设置在分支点下游和动脉流流体贮器上游的平行管线上的平行管线夹管阀；以及设置在分支点下游和比例阀上游的主管线上的主管线夹管阀。比例阀设置在解剖单元上游，并且能够调制经过主管线的波形的静态阻力。用于模拟血流的装置还包括可逆泵，其中可逆泵是能够抽送(pump)流经模块静脉的至少一个流体管线的血液的流体的正位移电流体泵。另外，用于模拟血流的装置包括能够包含流体的静脉流流体贮器、能够控制泵的可编程电路板、多个气袋、从波形得到信息的超声波机以及用于控制装置的控制系统。波形发生器和流体管线创建流体速度轮廓，其匹配诊断放射领域通常的生理条件。

本发明的实施例还包括用于模拟血流的系统，其包括用于模拟血流的装置。用于模拟血流的装置优选地包括自动化单元以及用于生成波形的波形发生器。波形发生器包括：泵，能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过流体管线从波形发生器传送波形；以及分支点，能够将流体管线分为多个流体管线，其中多个流体管线包括主管线和平行管线。波形发生器还包括能够至少部分堵塞流体流的多个阀、能够调制经过流体管线的波形的静态阻力的比例阀以及能够包含流体的贮器。该系统还包括能够至少控制泵的可编程电路板、气袋、从波形得到信息的超声波机以及双流体管线控制系统。波形经过流体管线进入和离开波形发生器，以及波形发生器和流体管线创建流体速度轮廓，其匹配诊断放射领域通常的生理条件。

本发明的又一实施例针对一种模拟血流的方法，其包括使用波形发生器来创建波形。波形发生器优选地包括：泵，能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过流体管线从波形发生器传送波形；以及分支点，能够将流体管线分为多个流体管线，其中多个流体管线包括主管线和平行管线。波形发生器还包括能够至少部分堵塞流体流的多个阀、能够调制经过流体管线的波形的静态阻力的比例阀、能够包含流体的贮器以及能够至少控制泵的可编程电路板。模拟血流的方法还包括：创建经过流体管线的流体速度轮廓，其进入和离开波形发生器，其中流体速度轮廓匹配诊断放射领域通常的生理条件；以及使用超声装置从波形得到信息。

附图说明

在附图中公开本发明的实施例的优选特征，其中相似参考标号在若干视图中通篇表示相似元件，并且附图包括：

图1A是按照本发明的一实施例的睾丸扭转模拟装置的部分流程图，其中流程图的其余部分超出线条X-X(参见图1B的续图)；

图1B是按照本发明的一实施例的睾丸扭转模拟装置的部分流程图，其中流程图的其余部分超出线条X-X(参见图1A的续图)；

图2是按照本发明的一实施例的睾丸扭转模拟装置的流程图；

图3是按照本发明的一实施例的用户界面的线框图；

图4是按照本发明的一实施例的波形发生器的一部分的侧视图；

图5是按照本发明的一实施例的波形发生器的一部分的特定侧视图；

图6是按照本发明的一实施例的波形发生器的一部分的后视图；

图7是按照本发明的一实施例、用于控制阀的控制系统的电路图；

图8是按照本发明的一实施例、用于控制泵的控制系统的电路图；

图9是按照本发明的一实施例的控制系统的电路图；以及

图10-33是从按照本发明的一实施例的超声测试中截取的图像。

具体实施方式

下面将参照附图更全面地描述本发明的实施例，附图中示出本发明的优选实施例。不过，本发明可通过许多不同形式来实施，而不应当被理解为局限于本文所述的所示实施例。相反，提供这些所示实施例，使得本公开将是全面和完整的，并且将使本领域的技术人员了解本发明的范围。

在以下描述中，相似参考标号在附图中通篇表示相似或对应部件。另外，在以下描述中，要理解，诸如“顶部”、“底部”、“侧面”、“前”、“后”、“内部”、“外部”等术语是方便用语，而不是要被理解为限制术语。

本说明书通篇描述的是一种培训装置，其为了便于得到信息并且为用户/观察者提供生理血液波形的更好常识而产生流体中的流型。本发明的实施例可使用超声技术，以便使用用户使用培训装置来研究生理血液波形。

本发明的实施例设计成模拟(以高准确性)经过异常血管(或者正常血管)的血流，以及本发明的实施例设计成在活体临床超声装置上准确可靠地复制那个信号。

本发明的一实施例优选地包括一种培训装置，其包括解剖单元，其中解剖单元设法复制与人体的一个或多个部分的外部相似性。例如以及如以下详细描述，解剖单元可复制颈动脉血管、腿血管、臂血管、睾丸、腹脉管、心室、脑脉管、胸脉管等。本领域的技术人员将会理解，本发明的解剖单元可包括本文中没有描述的人体解剖(或者另一种动物的解剖)的其他部分的副本，并且所述解剖单元作为可包含在本发明的实施例中的内容的示例来提供。此外，本领域的技术人员将会理解，解剖单元可处于复制生理域外部，并且可表示例如机械流。

本发明的实施例还优选地包括波形发生器，其可以是与解剖单元独立的元件，优选地包含在其自己的壳体中。解剖单元和波形发生器的目的之一是为了便于通过使用超声技术来识别病理波形而提供超声模拟。换言之，本发明的实施例的解剖单元和波形发生器能够以使得它表示正常和病理动脉和/或静脉流的压力和速度来提供流体的节奏流。这个流在解剖模型中使用活体临床超声装置(包括手持便携装置)等是可检测的。除了具有与正常和病理条件一致的模式之外，通过本发明的实施例所提供的波形还将是临床医生可识别为处于或接近人体压力和速度的。

本发明的实施例结合执行培训装置先前不可用的若干技术和组件。例如，本发明的一实施例包括流体速度轮廓，其匹配诊断放射领域通常的生理条件。解剖代表模型中的流体波形的创建允许医务人员(例如包括但不限于放射科医生、肿瘤学家、普通外科医生、各种技工和/或泌尿科医生)和任何其他受过医学培训人员(例如操控超声技术或分析从超声过程所采集的信息的任何人)掌握经过超声目标血流(即，多普勒超声)可得到的特定病理。

如本申请通篇所使用，用来创建波形的机械元件称作波形发生器。在本发明的优选实施例中，波形经过流体管线离开波形发生器，并且经过解剖代表单元中包含的流体管线离开波形发生器。各波形从泵装置以机械方式来创建，并且然后在经过将要由用户检查的解剖单元中的流体管线之前通过波形发生器中的各种机械元件来修改通过机械装置的定时和范围的仔细调整，各种波形能够为了便于培训医务人员而生成，以便通过使用超声波机来定位解剖中的流体管线以及从所观察的特定波形正确地识别病理流信息。

本发明的实施例的解剖单元可成形为从外部模拟人体的一个或多个部分。解剖单元可包括密封的隔离容器。密封容器具有将密封容器中保持的流体管线连接到外部装置的能力，并且这将根据模拟而改变。解剖单元可包含液压管线和/或正位移流体泵(参见元件2的描述)，以用于改变或传送来自波形发生器的波形。解剖单元可尝试复制人体的任何解剖特征。例如，解剖单元可通过设法模拟皮肤纹理(其可包裹上述流体携带管道和泵)的硅酮、乳胶橡胶或者其他软橡胶合成物(等等)来表示。解剖单元也可表示动物(非人类)。

波形发生器优选地包括正位移电流体泵2，其从可控体积自吸流体。波形发生器还可包括其中包含贮器1的流体，并且它可将流体喷射到柔性橡胶或硅酮管道中。泵2将称作近点，如人类心脏那样。管道远离泵2的输出延伸到分支点。为了简洁起见，分支点在本文中将称作Y连接15。

本发明的实施例还可包括双流体管线控制系统(主和平行驱动器)。相同回路中的多个流体携带管线的使用允许波形的超精细控制，并且还用作压力调节机构。远离Y连接15的流体管线均通向阀，其可以是电磁操作阀。阀以机械方式部分或完全堵塞流体流。本领域的技术人员将会理解，部分堵塞流体流表示部分闭合、关闭或塞住流体流。轴经过电磁阀的电磁线圈。当电磁线圈被激励时，它延伸轴头，并且将轴末端的管道压在静止质量上，因而堵塞管道。通过改变阀的轴能够延伸的线性距离(冲程长度)，有可能改变从单个阀的堵塞程度。两个管线(参见元件13和14)上的电磁阀用来为了改变经过主管线(参见元件13)从泵2所喷射的流剖面而按照可控方式形成动态压力的阻力。

远离Y连接15延伸的一个管线将用作主管线13，并且将这样表示。远离Y连接15的第二流体管线将用作用于主管线13中生成的压力的波形的修改的控制管线。第二管线将称作平行管线14。平行管线14可服务于作为整体的回路的双重目的。平行管线14的第一用途是用于通过调整在Y连接15的流体的压力来修改波形。例如，如果平行管线14变成完全堵塞，则从泵2所喷射的流体排他地经过主管线13来携带，与穿过主和平行管线13、14相反。结果是经过主管线13所携带的更快、更大量波。平行管线14的第二功能是充当溢流。当调整主管线13的阻力(以下所述，参见比例阀5)时，增加的阻力使较大压头在阀3、5界面形成。通过允许过度压力和质量经过平行管线14来喷射，逐个情形保存总系统压力。

除了主和平行管线13、14上的电磁阀之外，本发明的一实施例还包括电流相关电操作阀、在工业中通常称作“比例阀”5。这些阀5用来调制流经各管线13、14的静态阻力。主流体管线13离开波形发生器，并且连接到解剖单元中包含的流体管线。因此，流体能够经过模拟解剖，并且返回到波形发生器，以与贮器1连接，这形成完整流体流回路。平行管线14将直接返回到贮器，从而保持在波形发生器内部并且还完成闭合回路。

在本发明的一实施例中，平行驱动系统的各机械元件和流体泵本身在可编程电路板24的控制下。电路板24用来控制机械元件2、3、5，并且基于用户编程设定单独调节提供给各装置2、3、5的功率。板24的特征优选地包括编程为自主运行的能力、经过继电器按照时间相关或可重复序列来切换送往各装置的直流或交流的能力以及为了便于远程控制或者远程编程而与外部装置进行接口的能力。通过编程电路板24以按照准确依次定时接通或关断各装置2、3、5，各种波形能够根据所使用的定时序列来生成。

本发明的一实施例优选地包括由上述元件所组成的完整流动回路。但是，所述的技术能够适合于本发明的不同实施例，以形成同时操作的多个完整流动回路。添加包括这些元件的附加单元创建从一个泵2来操作至少两个功能流动回路的能力。这种配置对于对称研究是有用的，包括但不限于：变窄颈动脉研究、睾丸和卵巢研究、肢体对称性研究、肾脏功能研究、肺灌注研究以及对称机能解剖的任何其他研究。

模拟装置100或者模拟装置100的部分在图1-9中示出。具体来说，图1示出按照本发明的一实施例的模拟装置100的流程图，其中模拟装置100是睾丸扭转模拟装置。虽然图1示出睾丸扭转模拟装置，但是本领域的技术人员将易于理解，图1所示的解剖单元6可以是解剖的另一部分。如图1所示，按照本发明的一优选实施例，存在模拟装置100的三个主要部分：动脉流部分200、解剖部分300和静脉流部分400。在本发明的一优选实施例中，装置100的动脉流部分200包括流体贮器1、泵2和阀(如图1所示，阀优选地包括夹管阀3和比例阀5)。装置100优选地包括双流体管线—主管线13和平行管线14，基在分支点使用y连接15来划分。在本发明的一优选实施例中，图1所示的阀是电磁阀，但是本领域的技术人员将会理解，阀可以是本领域已知或者在本领域将被已知的其他类型的阀。另外，在本发明的一优选实施例中，分支点使用y连接15，但是本领域的技术人员将会理解，可使用能够将一个管线分为至少两个管线的任何配件。一般来说，动脉流部分200包括如本文所述的波形发生器。波形发生器可以是如图4-6所示设置在其自己的壳体中的独立元件。

在本发明的一优选实施例中，装置100的解剖部分300包括解剖单元6和气袋7。在本发明的一实施例中，超声作用区16包括解剖单元6。图1包括贯穿解剖单元6的动脉17和静脉18的示例。解剖单元6包括壳体，其可模仿人类或其他动物的解剖的一部分。壳体能够连接到壳体外部的流体管线。壳体可由例如硅酮、乳胶、橡胶、软橡胶合成物等组成。在本发明的一优选实施例中，超声装置12用来查看超声作用区16。具体来说，超声装置12用来查看超声作用区16中生成的波形。

在本发明的一优选实施例中，装置100的静脉流部分400包括可逆泵8，其可采取正位移电流体泵的形式。静脉流部分400还包括流体贮器1。静脉流部分400经过解剖单元6来创建与经过动脉流部分200的波形不同类型的波形(静脉流部分400模拟静脉18，而动脉流部分200模拟动脉17)。在本发明的一优选实施例中，动脉流波形是脉动的，而静脉流波形是波状的。动脉流和静脉流可按照序列同时贯穿解剖单元6，以便模拟血流。动脉流和静脉流可以是相互协调的。动脉流和静脉流可沿相同方向或者沿相反方向经过解剖单元6传播。本发明的一实施例也能够模拟考虑呼吸变化(呼吸)和心脏相变性的静脉流以及引起非常缓和低压力波(其是与众不同的并且有时是疾病的诊断)的脉动性。

装置100中包含的电磁阀经过晶体管电路10使用微控制器9来控制。如图1所示，微控制器9是可编程电路板，其实现经过主管线13和平行管线14上的组件的控制来生成波形。在本发明的一优选实施例中，微控制器9由安卓装置(等等)上的应用11经由蓝牙(等等)来控制。因此，微控制器9可结合蓝牙芯片19来起作用。应用11优选地包括用户界面20，其允许用户控制模拟装置100。

微控制器9控制事件序列，以便创建模拟血流(动脉和静脉)的波形。本发明的一优选实施例中的电路板24抑制成使得它具有蓝牙装置等，其连接到包括应用11的装置(例如安卓装置)。因此，应用11驻留在安卓装置等上，以及印刷电路板24包括控制序列。

图2示出按照本发明的一实施例的模拟装置100的流程图，其与图1相似，但是图2示出两个解剖单元6。在模拟睾丸扭转的本发明的一实施例中，图1示出一个睾丸，而图2示出两个睾丸。因此，图2可用来示出经过一个睾丸的正常流以及经过另一睾丸的病理条件，使得观察者能够看到流条件的差异。例如，一个睾丸能够模拟扭转流条件，而另一睾丸模拟正常流条件。图2中，实线表示到解剖单元6中的流动，而虚线表示离开解剖单元6的流动。

图3示出本发明的一实施例的用户界面20的示例。具体来说，图3示出用户能够选择模拟的五种不同情形：“正常情况”、“部分扭转情况”、“完全扭转情况”、“完全扭转NF情况”和“炎症情况”。但是，本领域的技术人员将会知道，所示的用户界面选择在图3中仅用于示例。换言之，可存在从其中选择的更多条件/情况、从其中选择的更少条件/情况或者从其中选择的不同病理条件/情况。例如，本发明的一实施例的用户界面20包括可修改心率(HR)和阻力。

图4示出按照本发明的一实施例的波形发生器的一部分，并且其中包含组合的泵2和贮器1的壳体21。在本发明的一实施例中，泵2能够选择成使得它创建允许脉冲波(其具有对经过窄空间(即，动脉17或静脉18)传播的高阻力的压头。所示的管道表示壳体21的入口22和出口23。图4还示出控制布线26。图5示出具有组合的泵2和贮器1的壳体21的特定视图，以及图6示出其后视图。如图6所示，壳体21可包括附加泵和贮器，例如以用于模拟两个解剖单元(例如两个睾丸)。

图7和图8是电路图，其中图7示出按照本发明的一实施例、用于控制阀的电路，以及图8示出按照本发明的一实施例、用于控制泵的电路。图9示出用于全部连接到微控制器9的阀、泵和蓝牙模块的电路。

现在将更详细描述本发明的实施例的单独组件。

在本发明的一优选实施例中，流体贮器1用作贮存容器，泵2、8从其中拉取流体。流体贮器1模拟体内循环的总血液。

在本发明的一优选实施例中，泵2是正位移电流体泵。在本发明的优选实施例的系统中，泵2模拟心脏，经过阀系统和解剖从贮器1以高压发送流体，并且最终又在贮器1中结束。因为泵2模拟心脏，所以它以各种间隔进行抽送，从而从流体贮器1中拉取流体。可用于本发明的实施例中的泵2的示例是MCP35X泵。优选地，本发明的实施例的泵2包括可变控制速度。

本发明的一优选实施例中的夹管阀3是修改电磁夹管阀。这些夹管阀3修改成使得它们不能完全关闭。这个修改允许本发明的优选实施例的系统更准确地模拟舒张血流。通过改变夹管阀3的通/断定时，可改变波形。

在本发明的一优选实施例中，双流体管线控制系统4使用平行管线14来间接控制进入主管线13的流体量。通过增加或降低平行管线14的阻力，经过主管道13的流体量增加或减少。因此，在本发明的一优选实施例，只有经过主管线13的流体流被超声单元12看到。

本发明的一优选实施例中的比例阀5用来改变回路的阻力，由此改变流体流的量，增加对不同流条件进行建模的能力。

在本发明的一优选实施例中，解剖单元6是用户将采用超声装置12在超声作用区16中进行测试的人体的一部分。如上所述，本发明的实施例并不局限于一个特定解剖单元6。而是按照本发明的实施例可使用许多不同的解剖单元6。不同的流量情形可基于解剖单元6特定的条件来形成。

本发明的一优选实施例中的气袋7在离开解剖6时位于动脉和静脉管线中。气袋7的引入对超声装置12隐藏解剖6外部的一切方面。换言之，气袋7用来隐藏超声信号。

在本发明的一优选实施例中，可逆泵8是正位移电流体泵。可逆泵8用来模拟静脉流。

本发明的一优选实施例中的微控制器9包括预先编程有不同流条件的电子组件。在本发明的一优选实施例中，微控制器9能够由安卓装置等(例如智能电话、平板、计算机)经由蓝牙等(例如用于传送数据的无线或有线技术)来控制。

在本发明的一优选实施例中，晶体管电路10是电子硬件，其用作使用微控制器9来控制阀3、5和泵2、8的开关。

本发明的一优选实施例包括例如安卓装置上的应用(“app”)11。应用11提供图形用户界面(GUI)20，其中用户能够选择他们希望模拟的条件。应用11还允许用户通过改变心率和模拟患者的血管阻力的程度来定制各模拟。在本发明的一优选实施例中，应用11经由蓝牙等控制微控制器9。

在本发明的一优选实施例中，超声装置12允许用户(受训者)直观化波形并且诊断模拟患者。此外，本发明的实施例能够包括其他多普勒装置。例如，本发明的一实施例包括仅音频多普勒装置、例如检测子宫内部的胎儿心跳中使用的类型。

主管线13和平行管线14上的阀3、5用来修改流量，以创建波形。阀3、5改变贯穿本发明的实施例的系统的流体量。本发明的优选实施例的夹管阀3允许不完全流。比例阀5改变经过解剖单元6中的动脉17的流的程度。在本发明的一优选实施例中，比例阀5能够调整成改变流，以模拟解剖单元6(例如患有动脉疾病的人类)的不同动脉条件。

虽然本申请通篇描述的本发明的实施例的许多包括超声装置，但是本领域的技术人员将会理解，本发明的实施例可在没有超声装置的情况下用于培训目的(或者其他)。

如本申请通篇使用的“血液”或“流体”可以是期望经过本发明的实施例的系统和装置来抽送的任何流体。

本发明的一实施例包括一种系统，其包括模拟血流型的全部组件(阀、管道等)。该系统还可包括超声装置。

本发明的一实施例创建使水流模仿病理状态中的人类条件的流型。这个流型能够模拟疾病条件或正常状态。例如，本发明的一实施例能够模拟：正常流、疾病状态流和没有流条件。

假想本发明的实施例能够用于静态的多种现有装置中。

本发明的一实施例包括开放无线技术控制(例如蓝牙控制)。本发明的另一个实施例包括手动控制系统。

现在将描述本发明的实施例的各种解剖形式。

睾丸扭转模型：睾丸扭转是睾丸和精索的扭转(即，扭曲或弯曲动作)。这频繁地与向睾丸的血液供应损失关联，其中不可逆损坏在数小时之内发生。快速鉴别诊断对睾丸扭转情况是关键的，因为扭转睾丸的手术扭转矫正产生在4-6小时的100％生存力、在12小时的20％生存力以及在24小时的0％生存力。甚至在最高风险群体(年龄0-19岁的男孩)中，具有急性阴囊疼痛的患者的仅16％具有扭转。使用现成可用技术、例如超声波来快速分离扭转与非扭转的能力允许内科医生快速提交可能睾丸扭转以进行外科手术以及避免非扭转情况的不必要转移。这对于具有对泌尿转介的有限访问的乡村和/或国际地点是特别关键的。因此，时间是睾丸扭转的治疗中的主要因素。

因此，本发明的一实施例利用一个或一对睾丸的逼真模型，其将能够再现急性阴囊疼痛的原因的超声表现，并且因而将培训提供者排除扭转。这个装置的用户(培训中以及实践中的用户)包括(但不限于)：高优先级急诊科内科医生、放射医生、超声技工、辅助优先级、乡村医生和国际医生。本发明的实施例的装置的特定有益效果之一在于，条件是如此不普通的，使得在培训的例行过程期间，学习者可能不会遇到特定异常性。本发明的实施例产生标准化培训的培训和学习机会。

本发明的这个实施例中的解剖模型能够生成范围从清晰诊断模式到更微妙表现的多个不同的血管超声表现。在本发明的一实施例中，睾丸可以是症状睾丸，或者睾丸能够是解剖正确的并且具有逼真大小和一致性。

本发明的这个实施例中的波形发生器能够模拟逼真大小血管中的模拟静脉和动脉超声流、脉动动脉流以及模仿完全堵塞静脉的损坏的可修改血管(流)阻力，从而创建匹配临床情形的波形的分集。另外，本发明的一实施例能够包括模仿睾丸的毛细类型扩张血管床。睾丸扭转装置的另一个特征可以是提供和利用模型以在具有伴随超声模式的一系列情况中准确区分扭转与非扭转。

此外，本发明的实施例中的波形发生器能够模拟颈动脉和颈静脉、心脏、股动脉和静脉、深静脉系统的静脉、血管分流、上臂动脉和静脉等。换言之，与不同解剖模型耦合的波形发生器能够模拟体内的所有形式的血流。

本发明的优选实施例的控制器单元优选地包括装置、例如平板上的用户界面20。波形发生器包括泵及相关设备。在本发明的一实施例中，服务管线流入解剖单元6中。

本发明的实施例还包括一种制作如本文所述模拟装置100的方法以及使用如本文所述模拟装置100的方法。

Claims (20)

1.一种用于模拟血流的装置，包括：

解剖单元；以及

用于生成波形的波形发生器，所述波形发生器包括：

泵，能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过所述流体管线从所述波形发生器传送所述波形；

分支点，能够将所述流体管线分为多个流体管线，其中所述多个流体管线包括主管线和平行管线；

多个阀，能够至少部分堵塞流体流；以及

贮器，能够包含所述流体，

其中所述波形模拟血流经过所述流体管线进入和离开所述解剖单元和所述波形发生器。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述解剖单元复制人体的一个或多个部分。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述波形发生器是设置在其自己的壳体中的独立元件。

4.如权利要求1所述的装置，还包括超声波机。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述波形发生器和所述流体管线创建匹配诊断放射领域通常的生理条件的流体速度轮廓。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述解剖单元包括密封容器，其中所述密封容器具有将所述密封容器中保持的流体管线耦合到外部装置的能力。

7.如权利要求1所述的装置，还包括用于改变或传送所述波形发生器所生成的所述波形的装置。

8.如权利要求7所述的装置，其中，用于改变或传送所述波形的装置包括液压管线。

9.如权利要求7所述的装置，其中，用于改变或传送所述波形的装置包括正位移流体泵。

10.如权利要求1所述的装置，其中，所述解剖单元包括硅酮、乳胶橡胶或者类似软橡胶合成物。

11.如权利要求1所述的装置，其中，所述泵是正位移电流体泵。

12.如权利要求1所述的装置，其中，所述波形发生器的所述阀包括电磁阀。

13.如权利要求1所述的装置，其中，所述阀包括夹管阀和比例阀。

14.如权利要求1所述的装置，还包括具有用户界面的控制系统。

15.如权利要求14所述的装置，其中，所述控制系统包括可编程电路板。

16.如权利要求1所述的装置，还包括多个流体流回路，其中所述多个流体流回路能够同时操作。

17.如权利要求1所述的装置，还包括开放无线技术控制。

18.一种用于模拟血流的装置，包括：

解剖单元；以及

用于生成波形的波形发生器，所述波形发生器包括：

泵，能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过所述流体管线从所述波形发生器传送所述波形；

分支点，能够将所述流体管线分为多个流体管线，其中所述多个流体管线包括主管线和平行管线；

多个阀，能够至少部分堵塞流体流；

比例阀，能够调制经过流体管线的所述波形的静态阻力；

贮器，能够包含所述流体；以及

气袋；

可编程电路板，能够控制至少所述泵；以及

双流体管线控制系统，

其中波形经过所述流体管线进入和离开所述波形发生器，以及

所述波形发生器和所述流体管线创建匹配诊断放射领域通常的生理条件的流体速度轮廓。

19.一种用于模拟血流的装置，包括：

复制至少一个睾丸的解剖单元；

用于生成波形的波形发生器，所述波形发生器包括：

正位移电流体泵，能够抽送模拟流经模拟动脉的至少一个流体管线的血液的流体，并且由此经过所述流体管线从所述波形发生器传送所述波形；

分支点，能够将所述流体管线分为多个流体管线，其中所述多个流体管线包括主管线和平行管线；

动脉流流体贮器，能够包含所述流体；以及

多个阀，能够至少部分堵塞流体流，其中所述多个阀包括：

设置在所述分支点下游和所述动脉流流体贮器上游的所述平行管线上的平行管线夹管阀；以及

设置在所述分支点下游和比例阀上游的所述主管线上的主管线夹管阀，

其中所述比例阀设置在所述解剖单元上游，并且能够调制经过所述主管线的所述波形的静态阻力；

可逆泵，其中所述可逆泵是能够抽送模拟流经模拟静脉的至少一个流体管线的血液的流体的正位移电流体泵；

静脉流流体贮器，能够包含所述流体；

可编程电路板，能够控制所述泵；

多个气袋；

超声波机，从所述波形得到信息；以及

控制系统，用于控制所述装置，

其中所述波形发生器和所述流体管线创建匹配诊断放射领域通常的生理条件的流体速度轮廓。

20.一种用于模拟血流的系统，包括：

装置，包括：

解剖单元；以及

用于生成波形的波形发生器，所述波形发生器包括：

泵，能够经过至少一个流体管线来抽送流体，并且由此经过所述流体管线从所述波形发生器传送所述波形；

分支点，能够将所述流体管线分为多个流体管线，其中所述多个流体管线包括主管线和平行管线；

多个阀，能够至少部分堵塞流体流；

比例阀，能够调制经过流体管线的所述波形的静态阻力；

贮器，能够包含所述流体；以及

可编程电路板，能够至少控制所述泵；以及

气袋；

超声波机，从所述波形得到信息；以及

双流体管线控制系统，

其中波形经过所述流体管线进入和离开所述波形发生器，以及

其中所述波形发生器和所述流体管线创建匹配诊断放射领域通常的生理条件的流体速度轮廓。