CN105989770A - 用于输尿管镜手术模拟的仿真模型 - Google Patents

Abstract

一种用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，包括：仿输尿管；与所述仿输尿管连通的仿肾盂；与所述仿肾盂连通的仿肾盏；所述仿肾盏、仿肾盂和仿输尿管包括内管和包围所述内管的外管，在所述内管和外管之间具有空腔，所述内管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的内壁粘膜，所述外管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的外壁，所述空腔在手术培训过程中用于装液体并保持密封。使用本方案，在手术模拟过程中，在内、外管之间的空腔中装入液体以模拟血液，当内管破裂，液体流出，此时教员可提示学员操作有误，出现穿孔和出血并发症。本技术方案的输尿管手术培训模型可用于模拟手术中出现的出血和穿孔并发症，为学员提供逼真的手术操作实景。

Description

用于输尿管镜手术模拟的仿真模型

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于输尿管镜手术模拟的仿真模型。

背景技术

在医疗技术领域，输尿管镜碎石术是利用一条直径3mm左右的软镜，经过尿道、膀胱插入输尿管，将输尿管结石或肾脏结石击碎取出。输尿管镜手术具有微创等技术优势，同时其操作难度较大，学习曲线长，直接在病人体内练习无疑有悖于医学伦理，也会增加手术风险。现代及未来的病人不同于过去，他们不愿意成为医师训练的“模型”，巨大的培训需求呼唤理想的培训模型。

在过去的数十年间发展出了种类多样的输尿管镜手术模拟器具，以用于培训专科医师。主要的模拟器具包括仿真模拟器、虚拟模拟器及动物模型。最常见的用于模拟输尿管镜手术的器具是虚拟模拟器和仿真模拟器。虚拟模拟器利用计算机技术来模拟手术操作过程，具有数字化特性且可重复使用，并设置不同的情景训练，但是其造价较高，不易于推广。仿真模拟器是按照人体器官制作的仿真器官，可以提供真实的输尿管镜手术的操作体验，适于对初学者进行基本的操作培训，可以模拟输尿管镜的注水、插入、操控、碎石、取石等。但现有的仿真模拟器局限于模拟上述基本的手术操作，无法模拟临床中常见的出血和穿孔并发症，不能准确反映学员的正确操作水平和进步情况。

发明内容

本发明解决的问题是，现有的仿真模拟器局限于模拟上述基本的手术操作，无法模拟临床中常见的出血和穿孔并发症，不能准确反映学员的正确操作水平和进步情况。

为解决上述问题，本发明提供一种用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，该用于输尿管镜手术模拟的仿真模型包括：

仿输尿管；

与所述仿输尿管连通的仿肾盂；

与所述仿肾盂连通的仿肾盏；

所述仿肾盏、仿肾盂和仿输尿管包括内管和包围所述内管的外管，在所述内管和外管之间具有空腔，所述内管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的内壁粘膜，所述外管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的外壁，所述空腔在手术培训过程中用于装液体并保持密封。

可选地，所述空腔包括：

位于所述仿肾盏内的第一空腔；

位于所述仿肾盂和仿输尿管内的第二空腔；

所述第一空腔和第二空腔之间隔绝开，所述第一空腔用于装第一颜色液体且第二空腔用于装与第一颜色不同的第二颜色液体。

可选地，所述仿肾盏与仿肾盂为可拆卸连接。

可选地，所述可拆卸连接为螺纹连接、法兰连接、过盈配合连接或粘接。

可选地，所述仿肾盏包括：仿肾大盏、与所述仿肾大盏连通的若干仿肾小盏，所述仿肾大盏与仿肾盂连通。

可选地，在所述外管上设有接口，用于向所述空腔内注入和排出液体。

可选地，还包括：壳体，具有收容槽；

所述仿输尿管、仿肾盂和仿肾盏收容于收容槽内。

可选地，在所述收容槽内设有固位件，用于固定所述仿输尿管。

可选地，还包括：仿膀胱，所述仿输尿管连通仿膀胱；

与所述仿膀胱连通的仿尿道。

可选地，所述培训模型的各个仿器官与人体的相应器官按照1∶1大小设定。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

内管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的内壁粘膜，在手术模拟过程中，在内、外管之间的空腔中装入液体以模拟出血及穿孔现象。当在手术模拟过程中，内管内用于放置结石，在进镜、退镜过程中输尿管镜或碎石或钬激光击穿内管，空腔内的液体从空腔内流入内管并最终流出，此时教员可提示学员操作有误，出现穿孔和出血并发症，教员可及时进行点评。因此，本技术方案的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型可模拟出碎石手术中输尿管镜的注水、插入、操控、碎石、取石等基本手术操作，更重要的是，还可用于模拟手术中出现的出血和穿孔并发症，为学员提供逼真的手术操作实景。

附图说明

图1是本发明具体实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型的立体图；

图2是本发明具体实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型的平面视图；

图3是本发明具体实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型中，仿肾盂与仿肾盏处于分离状态的平面视图；

图4是图2所示用于输尿管镜手术模拟的仿真模型中，其中一个仿肾盏的局部立体图；

图5是本发明具体实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型中，仿肾盂与仿肾盏处于安装状态的立体图；

图6是图5所示区域B的放大图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1～图3，本实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型包括：

壳体1，壳体1中形成有收容槽10；

位于收容槽10内的仿尿道2，用来模拟人体尿道；

位于收容槽10内且与仿尿道2连通的仿膀胱3，仿膀胱3用来模拟人体膀胱；

位于收容槽10内且均与仿膀胱3连通的两条仿输尿管4，用于模拟人体输尿管；

位于收容槽10内且与仿输尿管4连通的仿肾盂5，用来模拟人体肾脏的肾盂；

位于收容槽10内的仿肾盏6，用来模拟人体肾脏的肾盏，包括与仿肾盂5连通的3个仿肾大盏60、与每个仿肾大盏60连通的2个仿肾小盏61，3个仿肾大盏60连通后与仿肾盂5连接。

其中，结合参照图3和图4，仿肾盏6由第一内管62、径向包围第一内管62的第一外管63组成，第一内管62和第一外管63围成第一空腔64，第一内管62用来模拟人体肾盏的内壁粘膜，第一外管63用来模拟人体肾盏的外壁。参照图5和图6，仿输尿管4由第二内管40、径向包围第二内管40的第二外管41组成，第二内管40和第二外管41围成第二空腔42，第二内管40用来模拟人体输尿管内壁粘膜，第二外管41用来模拟人体输尿管外壁。本实施例的第一空腔64和第二空腔42相互隔开且不相通，第一腔体64及第二空腔42用于装入液体，第一空腔64中的液体用来模拟内壁粘膜中血管内的血液，第二空腔42用来模拟穿孔现象。

参照图3～图6，使用本实施例的输尿管手术培训模型，可模拟输尿管镜手术中出现的出血和穿孔并发症，其原理为：

首先，在仿输尿管4的第二内管40、仿肾盂5和仿肾盏6的第一内管62内置入结石；

在第一空腔64中注入红色液体且在第二空腔42中注入蓝色液体，之后保持第一、二空腔密闭。与第一、二空腔连通为同一空腔相比，本实施例的第一、二空腔相互隔绝，在手术模拟中可分别装有不同颜色的液体，不同颜色的液体用于区分出现出血和穿孔的器官区域。

接着，从仿尿道2的尿道口注水，水经仿尿道2、仿膀胱3、仿输尿管4的第二内管40、仿肾盂5流入仿肾盏6的第一内管62内；

紧接着，操作输尿管镜从尿道口进入仿尿道2，具体可采用输尿管扩张鞘方式或直接进镜方式，之后继续保持灌装水并进镜至仿膀胱3内，找到一个仿输尿管4开口继续进镜至仿输尿管4的第二内管40、仿肾盂5，并按照一定顺序探查肾大盏60及各个肾小盏61，找到结石后，打开钬激光进行碎石。在该过程中，输尿管镜可以根据碎石区域选择输尿管软镜或输尿管硬镜。输尿管硬镜较适合输尿管下段，可直视下入镜，可用于仿输尿管下段内的碎石手术模拟。输尿管软镜易在膀胱中扭曲，能毫不费力的经过输尿管的扭曲段，较适合输尿管上段、肾盂、肾盏，可用于仿肾盂、仿肾盏及仿输尿管上段的碎石手术模拟。

在上述过程中，如果在进镜、退镜过程中输尿管镜或碎石或钬激光损伤第二内管40至穿孔，第二空腔42中的蓝色液体通过穿孔流出至第二内管40内，并最终从仿尿道2流出。这可提示学员操作有误，教员可及时进行点评。

如果在仿肾盏6中，钬激光击穿第一内管62，第一空腔64中的红色液体流入第一内管62内并最终从仿尿道2流出，这可提示学员操作失误，出现出血状况，教员可及时进行点评。在这种状况下，红色液体接近于人体血液颜色，可模拟出出血后视野模糊等临床实际情况，之后可通过持续注水来保持视野内清晰，直至碎石完成。

本实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型可模拟出碎石手术中输尿管镜的注水、插入、操控、碎石、取石等基本手术操作，更重要的是，还可用于模拟手术中出现的出血和穿孔并发症，为学员提供逼真的手术操作实景。

另外，本实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型中除壳体外的各个部分，与人体的相应器官按照1∶1大小设定，进一步增强输尿管镜模拟手术的真实性。

在本实施例中，为使第一内管62和第二内管40能够容易被损伤穿透，第一内管62和第二内管40相比于第一外管63和第二外管41是由软性材料制成，可以为橡胶管或塑料管，具有一定抗压能力和易损伤的特性。

另外，对于同一种材料制成的第一内管62和第二内管40，其厚度也会影响其是否易于被穿透的特性。在本实施例中，第一内管62和第二内管40的厚度范围为1mm～2mm。如果第一内管62和第二内管40的厚度小于1mm，第一内管62和第二内管40的抗压能力较低，在其中灌装水压力下或输尿管镜的轻微触碰就容易破裂，而无法起到真实的手术模拟效果。如果第一内管62和第二内管40的厚度大于2mm，在遭受输尿管镜直刺或钬激光照射时不易破裂穿透，将无法模拟出出血和穿孔的问题。在具体应用中，对第一内管62和第二内管40可根据需要选择合适的制作材料及厚度。

相比之下，第一外管63和第二外管41是使用刚性材料制成，不易被损伤穿透。

参照图3和图4，仿肾盂5与与仿肾大盏60为螺纹连接。在模拟手术过程中，先使仿肾盂5与仿肾大盏60分离，仿肾盂5与仿肾大盏60的开口较大，可通过该较大开口在仿肾盂5与仿肾大盏60中布置结石。

在本实施例中，仿肾大盏60具有伸出第一内管62外的外螺纹部620，相应地仿肾盂5在其开口位置设有内螺纹部(图中未示出)，通过旋拧配合可实现仿肾盂5与仿肾大盏60螺纹连接，在其他示例中，还可以是：在仿肾大盏设有内螺纹部且在仿肾盂设有外螺纹部，以实现螺纹连接。除螺纹连接外，仿肾大盏与仿肾盂之间还可为其他可行的可拆卸连接方式，如法兰连接、过盈配合连接或粘接。借助于可拆卸连接，如果在一次手术模拟过程中，出现仿肾大盏和/或仿输尿管出血和穿孔问题时，可及时更换出现损伤的部分，而无需抛弃整个培训模型，以节省成本。

参照图3和图4，仿肾盂5和仿输尿管4为一体连接，如一体成型或焊接，仿肾盂5也包括内管、外管及内管与外管之间的空腔(图中未示出)，此时仿肾盂5的内管与第二内管40之间、仿肾盂5的外管与第二外管41之间为一体连接，仿肾盂中的空腔与第二空腔42连通。这样可模拟出在仿肾盂5中结石碎石过程中出现的出血和穿孔问题。

在其他示例中，仿肾盂和仿输尿管之间也可以是可拆卸连接方式，不限于本实施例的一体连接，此时可在仿输尿管中放置较小尺寸的结石。进一步地，还可以是：仿输尿管分为可分离的多段，以在仿输尿管的多个位置放置结石。在具体应用中，可根据需要选择各个部分的连接关系，以便于模拟出人体肾结石及输尿管结石在各个位置的碎石操作。

也就是说，对于内、外管的结构设置不限于本实施例技术方案，在具体示例中可根据需要对各个结构进行相应设定。

参照图3和图4，在仿肾大盏60和仿肾盂5之间设有密封件7，在仿肾大盏60和仿肾盂5连接状态，密封件7用于密封并隔离第一空腔64和第二空腔42。密封件7设于外螺纹部620所在侧，沿径向分别与第一外管63和外螺纹部620固定连接，以封住第一空腔64的开口。当仿肾大盏60和仿肾盂5连接后，密封件7也将第二空腔42密封住。

除此之外，还可以是：密封件沿径向分别与第二内管和第二外管连接，以盖设在仿肾盂的第二空腔的开口上，密封住第二空腔。进一步地，还可以是：密封件相比于仿肾盏和仿肾盂为独立部件，既不与仿肾盂连接也不与仿肾盂连接，在仿肾盂和仿肾盏连接时置于两者之间而对第一、二空腔进行密封。

参照图2～图4，在仿肾大盏60的第一外管63设有连通第一空腔64的第一接口630，第一接口630可以是通用的注射器接口，通过第一接口630可向第一空腔64中注入/排出红色液体。在红色液体灌注完毕后可将第一接口630封死以维持第一空腔64的封闭状态。对于第一接口630的位置不受本实施例的限制，可根据应用场合设置在仿肾大盏及各仿肾小盏的合理位置。

在仿输尿管4的第二外管41上设有连通第二空腔42的第二接口43，通过第二接口43可向第二空腔42中注入/排出蓝色液体。本实施例的第二接口43位于仿输尿管4靠近仿膀胱3一侧，但其位置不受本实施例限制，在其他示例中可根据需要设置在仿输尿管的任意位置。

参照图1和图2，在壳体1的收容槽10中设有板状的固位件11，两仿输尿管4穿过固位件11，固位件11对仿输尿管4起到固位作用。另外，固位件11与收容槽10侧壁围成一较小收容空间，仿膀胱3置于该收容空间中。在本实施例的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型处于未使用状态时，可在收容槽10上盖设顶盖，以起到保护作用。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，包括：

仿输尿管；

与所述仿输尿管连通的仿肾盂；

与所述仿肾盂连通的仿肾盏；

所述仿肾盏、仿肾盂和仿输尿管包括内管和包围所述内管的外管，在所述内管和外管之间具有空腔，所述内管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的内壁粘膜，所述外管用于模拟人体肾盏、肾盂和输尿管的外壁，所述空腔在手术培训过程中用于装液体并保持密封。

2.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，所述空腔包括：

位于所述仿肾盏内的第一空腔；

位于所述仿肾盂和仿输尿管内的第二空腔；

所述第一空腔和第二空腔之间隔绝开，所述第一空腔用于装第一颜色液体且第二空腔用于装与第一颜色不同的第二颜色液体。

3.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，所述仿肾盏与仿肾盂为可拆卸连接。

4.如权利要求3所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，所述可拆卸连接为螺纹连接、法兰连接、过盈配合连接或粘接。

5.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，所述仿肾盏包括：仿肾大盏、与所述仿肾大盏连通的若干仿肾小盏，所述仿肾大盏与仿肾盂连通。

6.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，在所述外管上设有接口，用于向所述空腔内注入和排出液体。

7.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，还包括：壳体，具有收容槽；

所述仿输尿管、仿肾盂和仿肾盏收容于收容槽内。

8.如权利要求7所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，在所述收容槽内设有固位件，用于固定所述仿输尿管。

9.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，还包括：仿膀胱，所述仿输尿管连通仿膀胱；

与所述仿膀胱连通的仿尿道。

10.如权利要求1所述的用于输尿管镜手术模拟的仿真模型，其特征在于，所述培训模型的各个仿器官与人体的相应器官按照1∶1大小设定。