CN105185214A - 神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置 - Google Patents

神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，包括：操作台(1)、模拟人体颅骨结构的颅骨空腔(2)、模拟人脑结构的脑组织模型(3)与手持脑压板(4)；颅骨空腔(2)固定于操作台(1)上，脑组织模型(3)，设于模拟颅骨空腔(2)内，脑组织模型(3)连接压力显示装置，显示手持脑压板(4)下压牵拉脑组织模型(3)时对脑组织模型(3)施加的压力。可以用其对神经外科的医师进行非活体的训练，也在进行手术前对手术进行模拟操作，降低手术的风险。

Description

神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域；尤其涉及一种神经外科医师的手术训练的辅助装置或者在手术前对手术进行模拟操作的辅助装置，具体是一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置。
背景技术
脑组织牵拉是神经外科的基本技术。为了既不损伤脑组织又能得到有效的手术操作空间，对脑压板的摆放位置，板头方向，牵拉的力量必须有适当的标准。然而，对于一个没有经验的神经外科医生如果需要掌握这项技术需要了解如何用正确的方式使用脑压板。在基础训练时，用脑压板牵拉脑组织的力量必须能够测量出来。近年来，由于成本增加，法律及伦理的限制，年轻医师在活体训练的机会越来越少。
发明内容
本发明的目的是提供一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，可以用其对神经外科的医师进行非活体的训练，也在进行手术前对手术进行模拟操作，降低手术的风险。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，包括：操作台1、模拟人体颅骨结构的颅骨空腔2、模拟人脑结构的脑组织模型3与手持脑压板4；
颅骨空腔2固定于操作台1上，脑组织模型3，设于模拟颅骨空腔2内，脑组织模型3连接压力显示装置，显示手持脑压板4下压牵拉脑组织模型3时对脑组织模型3施加的压力。
所述的脑组织模型3是塑胶材料制成的柔软体的水囊。
所述的塑胶材料包括聚氨基甲酸酯或硅胶。
所述的压力显示装置包括竖直设置的透明管5，透明管5与水囊连通，液面显示压力。
所述的压力显示装置包括压力表6，与脑组织模型3连接或接触，测量并显示压力。
所述的压力显示装置包括压力传感器7，与脑组织模型3连接或接触，测量并显示压力。
所述的手持脑压板4包括脑压板41、手柄42与压力测量装置43；
压力测量装置43设于脑压板41与手柄42间，测量脑压板41与脑组织模型3间的压力。
所述的脑压板41前端为鸭舌状，脑压板41中部与手柄42前端铰接，脑压板41后端与手柄42后端间设置压力测量装置43。
所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，还包括颅内血管模型8，设于颅骨空腔2与脑组织模型3间。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，可以用其对神经外科的医师进行非活体的训练，也在进行手术前对手术进行模拟操作，降低手术的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例提供的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
如图1所示，一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，包括：操作台1、模拟人体颅骨结构的颅骨空腔2、模拟人脑结构的脑组织模型3与手持脑压板4；
颅骨空腔2模拟人体颅骨结构制成，可以用目前已经掌握的人体颅骨的已经参数，通过注塑，石膏等制备，均可，现在医学中已经广泛的使用，亦可用于本专利。
例如，可以使用目前已经普遍使用的CT扫描技术采集数据，再通过计算机进行数据处理，再通过3D打印技术制备，这是成熟的公知技术，只是要在制作过程中考虑到颅骨真实的硬度等参数，越接近实际越好。尤其是在术前模拟操作时，是对实际患者的颅骨进行模拟，要越真实越好。如西门子高分辨率CT进行是扫描(基础矩阵512，512，512；层厚0.8mm)患者的颅骨。利用Amira3D可视化软件医疗数字图像与信息数据进行3D成像。再分别转化成标准三角(STL)语言数据。再制备3D模型：利用北京TiertimeTechnology公司UPPlus3D打印机处理STL数据，通过喷嘴将丙烯脯二乙烯丁二烯树脂加热至260℃后注入设备中形成空间分辨率0.15mm的3D颅骨空腔2。
脑组织模型3模拟人脑结构制成，目前的医学与教学中已经有相关的模型使用，其数学模型已经具备，只要其材料满足本专利的测压力的要求即可，本专利要求是软体材料的，模拟脑组织的硬度与弹性等指标，越接近越好。
本例中，所述的脑组织模型3是塑胶材料制成的柔软体的水囊。具体的塑胶材料可以使用聚氨基甲酸酯或硅胶。
脑组织模型3可以采用上述制备颅骨空腔2的方法利用聚氨基甲酸酯制造，厚度4mm，内部注水，可以很好的模拟脑组织的硬度与弹性等指标。这里的厚度只是一种情况下，在满足模拟脑组织的硬度与弹性等指标的条件下，可以是其它的厚度，如2mm、3mm、5mm、6mm或8mm均可，还可以更大或更小。
生产脑组织模型3大约需要96小时，其中3D打印及材料硬化需要90小时，完全可以满足术前模拟操作需要。
具体的结构，颅骨空腔2固定于操作台1上，脑组织模型3设于模拟颅骨空腔2内，脑组织模型3连接压力显示装置，显示手持脑压板4下压牵拉脑组织模型3时对脑组织模型3施加的压力。
本例使用简单的压力显示装置，包括竖直设置的透明管5，透明管5与水囊连通，液面显示压力。手持脑压板4下压牵拉脑组织模型，也就中下压牵拉水囊，透明管5中的液面高度会随之变化，显示出压力的高低。
另一种形式的压力显示装置包括压力表6，压力表6与脑组织模型3连接，也就是与水囊连通，测量并显示压力，不仅能显示压力的高低，还能显示其数值。单独观察液面的高度来评估牵拉水平。
还有一种形式的压力显示装置包括压力传感器7，压力传感器7与脑组织模型3接触，也就是与水囊接触，可以设于水囊的外表面，与其接触，测量并显示压力。这种情况水囊可以是密闭的。
另外，压力表6与压力传感器7可以配合透明管5使用，透明管5的显示很直观，压力表6与压力传感器7的值可以给出数值的参考。
训练或术前模拟时，操作者可以使用普通的脑压板，由压力显示装置观察压力变化，可以进行训练或术前模拟。
较佳的方式是采用特制的手持脑压板4，所述的手持脑压板4包括脑压板41、手柄42与压力测量装置43；压力测量装置43设于脑压板41与手柄42间，测量脑压板41与脑组织模型3间的压力。因为脑压板41可以直接损害脑实质，所以脑压板41的力量必须合适的控制。可以确定脑压板力量与脑模型内部压力变化的正相关曲线，可以，给操作者手上所用的力度以参考。
所述的脑压板41前端为鸭舌状，脑压板41中部与手柄42前端铰接，脑压板41后端与手柄42后端间设置压力测量装置43。压力测量装置43包括一个测量压力的传感器，脑压板41前端与脑组织模型3接触的压力通过杠杆原理作用于压力测量装置43上，并输出到相应的装置记录并显示。记录并显示是一个常用的公知技术，不再详述。
另外，为了便于在训练时观察脑组织模型3的牵拉情况，需要在颅骨空腔2的内侧设置血管模型，方便观察，可以是与颅骨空腔2一块儿固化的，用不同的颜色区分的，也可以是本装置还包括颅内血管模型8，设于颅骨空腔2与脑组织模型3间。脑压板41压下脑组织模型3可以露出颅内血管模型8，即可判断脑组织模型3的牵拉情况，避免牵拉过度。
内血管模型8也可以通过制备脑组织模型3的方法，可以采用烯脯二乙烯丁二烯树脂制备血管模具，将液态硅胶与硬化剂的混合液体涂敷于模具，待模型硬化后，利用有机溶剂将模具溶解移除，之后可以得到中空的内血管模型8。
这种模拟可以在真实手术时得到相同的感受。但是由于脑组织模型3表面与真实脑组织与手持脑压板4接触时的摩擦力不同，手持脑压板4在脑组织模型3表面滑动时不容易插入。这种情况可以通过脑压板41沾水解决。
没有任何开放外侧裂的医师在持续监测牵拉力量的情况下安全暴露颈内动脉C1段。由于蛛网膜粘连没有办法在模型上重现，仅要求进行简单的牵拉。要求单纯一个过程持续约1分钟。
一般的简单的牵拉有时无法满足要求，医师可以进行了外侧裂的开放训练。脑压板41牵拉额叶，维持合适压力暴露术野显露大脑中动脉M2段。之后暴露M1段，之后暴露完整的颈内动脉结构(后床突至大脑前动脉与大脑中动脉交界处)。使用脑压板41的力量被持续记录。住院医师在神经外科高年资医师指导下重复上述造作。
在实际的手术中，由于反复操作造成的脑膨胀升高颅内压力，限制了脑牵拉显露良好的术野。我们的模型可以通过注入水的量来控制脑内的压力，复制各种水平的高颅压，对不同脑膨胀的状况进行模拟训练。此外，根据透明管5水柱高度显示的压力，在可能出现的压力范围内进行暴露术野的训练。本例中，利用安装在脑压板41和压力显示装置确定模型的基本参数。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，包括：操作台(1)、模拟人体颅骨结构的颅骨空腔(2)、模拟人脑结构的脑组织模型(3)与手持脑压板(4)；
颅骨空腔(2)固定于操作台(1)上，脑组织模型(3)，设于模拟颅骨空腔(2)内，脑组织模型(3)连接压力显示装置，显示手持脑压板(4)下压牵拉脑组织模型(3)时对脑组织模型(3)施加的压力。
2.根据权利要求1所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的脑组织模型(3)是塑胶材料制成的柔软体的水囊。
3.根据权利要求2所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的塑胶材料包括聚氨基甲酸酯或硅胶。
4.根据权利要求2或3所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的压力显示装置包括竖直设置的透明管(5)，透明管(5)与水囊连通，液面显示压力。
5.根据权利要求1、2或3所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的压力显示装置包括压力表(6)，与脑组织模型(3)连接或接触，测量并显示压力。
6.根据权利要求1、2或3所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的压力显示装置包括压力传感器(7)，与脑组织模型(3)连接或接触，测量并显示压力。
7.根据权利要求1、2或3所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的手持脑压板(4)包括脑压板(41)、手柄(42)与压力测量装置(43)；
压力测量装置(43)设于脑压板(41)与手柄(42)间，测量脑压板(41)与脑组织模型(3)间的压力。
8.根据权利要求7所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，所述的脑压板(41)前端为鸭舌状，脑压板(41)中部与手柄(42)前端铰接，脑压板(41)后端与手柄(42)后端间设置压力测量装置(43)。
9.根据权利要求1、2或3所述的神经外科手术训练或术前模拟操作模型装置，其特征在于，还包括颅内血管模型(8)，设于颅骨空腔(2)与脑组织模型(3)间。
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