CN107210002B - 体外解剖组织试样伤口闭合模拟模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在体外体壁伤口闭合模拟装置中测试外科紧固装置的新型系统和设备。该系统对于模拟腹壁伤口闭合特别有用。该系统具有体壁曲率合拢器装置、组织固定系统以及组织支撑和张紧器装置。该系统在体壁组织试样上提供了解剖学上正确的表示和张紧，用于体外伤口闭合模拟。除了体壁之外，该系统还可用于其它解剖组织试样。

Description

体外解剖组织试样伤口闭合模拟模型

技术领域

本发明涉及的技术领域是医疗装置，更具体地，涉及用于测试外科伤口闭合或紧固装置的测试系统和设备。

背景技术

伤口闭合常规地涉及由外科医生或医师使用缝合线、钉、胶水或这些装置的组合来合拢组织。伤口闭合装置对于外科医生来说需要容易使用，能够快速部署和植入，并且该装置还需要提供优异的伤口闭合患者疗效。这些装置的设计和评估需要在接近表示组织的外科体内状态的模型中测试产品。此外，对于缺乏经验的外科医师来说，通过实践体外模型来获取伤口闭合技术是重要的。已经开发了用于此种测试的装置和系统，但是具有若干缺陷。用于安装组织的一种当前使用和已知的技术包括通过扎线带或绳(例如缝合线)将组织试样平坦地安装到静态框架。该模型由安装成正方形的四(4)个杆组成。扎线带或绳穿过全厚度组织样本，并单独缠绕在杆的周围，并且通过打结或绷紧扎线带而固定在适当的位置。所得到的组织安装提供离散的固定点，这增加了每个固定点处的张力水平，导致张力的不均匀分布，并允许组织下垂和吊挂。用于固定组织样本的另一种当前使用的技术包括夹紧组织的纹理化夹持表面。以这种方式夹持组织破坏组织性质的完整性，并且导致不充分的固定，其中组织的区域从过度压缩中挤出。现有技术的缺点是显著的，因为组织的平坦安装导致体内未见的力的分布，并且在此类模型中测试闭合装置在若干重要方面不能复制体内闭合。身体结构诸如腹壁是弯曲的结构。将切口放置在平坦的、张紧的组织试样中将导致与以下方式的体内切口不同的组织开口。腹壁是多层结构，并且其它组织试样也通常是多层的。当以平坦的方式张紧时，各个层被不同地张紧，导致外层不被足够张紧并且内层过度张紧。所得的组织开口沿全厚度的腹壁是不一致的。当在此类平坦的组织切口上测试伤口闭合装置时，组织将不会以完全表示体内性能的方式表现。其次，在平坦的组织试样模型上训练外科医生和医师的伤口闭合技术不会产生对将伤口闭合技能应用于体内伤口闭合规程有用的可转移技能。类似的问题与包括体壁等的其它弯曲的身体结构相关联。

在本领域中需要新型的系统和装置，该系统和装置用于在模拟体内使用装置的条件下伤口闭合装置的体外测试。还需要新型的系统和装置，该系统和装置用于在模拟体内使用装置的条件下在伤口闭合装置的使用中外科医生和医师的体外训练。

发明内容

公开了一种新型的体外解剖组织试样伤口闭合模拟系统，该模拟系统用于测试和评价用于全部或部分壁厚切口的在解剖组织试样，诸如腹壁或其它体壁上使用的伤口闭合装置。除了体壁之外，该系统还可与其它类型的组织试样一起使用。该系统具有组织试样曲率合拢器装置，该合拢器装置具有合拢器构件。合拢器构件具有相反的端部、具有曲率的顶表面，和底表面。顶表面的曲率对应于体内组织试样的曲率。合拢器构件具有安装到构件的支撑结构。该系统具有组织固定系统。组织固定系统具有销导轨；销导轨具有细长构件，该细长构件具有从表面延伸的多个组织接合销。组织固定系统还具有用于接合销导轨的接收器导轨。接收器导轨具有带至少一个导向销的细长接收器导轨构件，以及沿细长构件的长度的至少一部分的凹槽，该凹槽用于接收组织接合销的远侧端部。该系统还具有用于接收组织固定系统的组织支撑和张紧器装置。组织支撑和张紧器装置具有至少一个具有曲率的组织支撑构件，该曲率对应于体内组织试样的曲率。张紧器装置具有安装到组织支撑构件的端部的一对端板构件，枢转地安装到每个板构件的一对张紧臂，以及与张紧臂的侧向端部相关联以接收接收器导轨的至少一部分的构件。

本发明的另一个方面是一种新型的体外解剖组织试样伤口闭合模拟系统，该系统用于测试和评价用于全部或部分壁厚切口的在解剖组织试样诸如腹壁或其它体壁上使用的伤口闭合装置。除了体壁之外，该系统还可与其它类型的组织试样一起使用。该系统具有组织固定系统。组织固定系统具有销导轨，销导轨具有细长构件，该细长构件具有从表面延伸的多个组织接合销。组织固定系统具有用于接合销导轨的接收器导轨。接收器导轨具有带至少一个导向销的细长接收器导轨构件，以及沿细长构件的长度的至少一部分的凹槽，该凹槽用于接收组织接合销的远侧端部。该系统还具有用于接收组织固定系统的组织支撑和张紧器装置。支撑和张紧器装置具有至少一个组织支撑构件，该至少一个组织支撑构件具有曲率，该曲率对应于体内组织试样的曲率。张紧器装置具有安装到组织支撑构件的端部的一对端板构件，枢转地安装到每个板构件的一对张紧臂，以及与张紧臂的侧向端部相关联以接收该接收器导轨的至少区段的构件。

本发明的另一个方面是使用上述系统以测试、评价和使用医疗伤口闭合装置的方法。

本发明的这些和其它方面和以及优点通过以下描述和附图将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出在体外腹壁伤口闭合模型中有用的本发明的系统的透视图的照片。

图2A是示出在本发明的系统中使用的腹壁曲率合拢器的透视端视图的照片。

图2B是示出图2A的腹壁曲率合拢器的侧视图的照片；看到导轨的接收狭槽。

图2C是示出图2A的腹壁曲率合拢器的侧视透视图的照片；看到接收器导轨安装在合拢器的两侧上的接收狭槽中。

图2D是图2C的合拢器的侧视图，附加地示出安装在合拢器的顶部的相反端部上的销接收器孔中的两个组织保持销。

图3A是由销导轨和接收器导轨组成的组织固定系统的顶部分解透视图。

图3B是图3A的接收器导轨的侧视图。

图3C是部分组装的图3A的组织固定系统的侧视图。

图3D是示出组装并安装到图2A 的腹壁曲率合拢器的图3A的组织固定系统中的两个组织固定系统的透视端视图。

图3E是示出图3B的固定系统和合拢器的端部透视图的照片，其中两个组织保持销安装在腹壁曲率合拢器的顶部的相反端部上的销接收器孔中。

图3F是图3D的腹壁曲率合拢器的侧视图，其中销导轨安装到接收器导轨。

图4是示出组织试样的弯曲固定与平坦固定之间的差异的示意图。

图5A是本发明的组织支撑和张紧器装置的端部透视图。

图5B是图5A的装置的端视图。

图5C是图5A的装置的侧视图。

图5D是图5A的装置的顶视图。

图5E是具有安装到每个相反的侧面上的张紧臂的组织固定器系统的图 5A的组织支撑和张紧器装置的端部透视图。

图6是外植的哺乳动物腹壁试样的照片；可看到试样的全厚度。

图7示出了图6的试样的底部腹膜侧。组织夹持器械已经被定位在白线的头端和尾端，以帮助试样的取向。

图8A示出图7的试样由外科医生放置在腹壁曲率合拢器的顶部上的适当位置；看到组织固定系统的侧接收器导轨接合在合拢器的侧凹槽中。

图8B示出在腹壁曲率合拢器的顶部上的适当位置的图8A的试样。

图9A是图8的组织试样和腹壁曲率合拢器的侧视图。销导轨安装到侧导轨的导向销。看到组织刺穿销与组织试样部分接合。

图9B是在合拢器上并且由两个侧向安装的组织固定系统接合的图9A 的试样的顶部透视图。安装固定系统，并且用螺杆将销导轨固定到接收器导轨。

图10A示出外科医生将组织试样和组织固定系统传递到组织支撑和张紧器装置。

图10B是示出外科医生将接收器导轨放置到张紧器装置的张紧调整臂的接收端部中的特写局部透视图。

图10C是安装到张紧器装置的组织试样的端视图。在组织的每一侧的顶部处看到端部固定销，以在张紧期间固定组织。

图11A示出外科医生在组织试样上布设切口部位，用于使用组织标记装置进行伤口闭合测试。在组织的所有层对准的情况下，组织试样保持正常的解剖腹部曲率；该部位位于下面的支撑和张紧器装置的开放区域上。

图11B示出外科医生在组织试样中产生的切口；保持组织试样，使得切口模拟体内规程。

图12示出外科医生使用外科手术针和缝合线闭合切口。

图13A示出了试样中的全壁缺损，使得能够使用缝合线或其它闭合装置来测试多层闭合。

图13B示出了外科医生调整张紧臂以对试样施加适当的张力以复制典型的外科病症；如所示，全体壁缺损。张力可在测试期间变化，或者根据应用或需要保持恒定。可从每个端板上的刻度记录施加的张力水平。

图14A至图14B示出使用常规外科手术针和缝合线的筋膜层缝合线闭合。

图15示出了现有技术的组织模拟装置；合成试样安装在装置中。

具体实施方式

本发明提供了一种用于固定和重建用于评估和测试伤口闭合装置的解剖和生理组织响应的新型系统和方法。术语伤口闭合装置被定义为具有其常规含义，以包括用于通过合拢组织层闭合伤口的医疗装置。伤口闭合装置的示例包括但不限于常规的外科手术针和缝合线、钉、胶水、螺杆、粘合剂、大头钉与其等效物和组合。伤口闭合装置可由为可吸收的、不可吸收的或可吸收的和不可吸收的组合的常规生物相容性材料制成。不可吸收材料的示例包括外科级金属，诸如外科不锈钢、钨-铼合金、镍钛诺等。不可吸收材料还可包括陶瓷，以及聚合物诸如聚烯烃、聚酯、尼龙等。可吸收材料可包括已知的可生物吸收的聚合物，诸如聚乳酸、聚乙醇酸、ε-己内酯、聚二氧六环酮以及它们的共混物和共聚物。

参考图1，看到提供允许准确模拟体内腹壁伤口闭合的体外腹部伤口闭合的本发明的系统10。该新型系统还可用于包括天然和合成的体壁和弯曲结构的其他类型的解剖组织试样上的准确伤口闭合模拟。看到系统10由腹壁曲率合拢器20，组织固定系统100与组织支撑和张紧器200组成。如图2A至图2D中所看到的，看到组织合拢器20具有组织安装构件30。安装构件30具有弯曲的顶表面32和底表面35，顶表面连接到弯曲的侧向侧表面34。底表面35优选地是平坦的，但是可具有其它几何构型。顶表面 32和侧表面34的曲率半径近似于从其采集腹部组织试样的哺乳动物的腹部曲率。应当注意，当与其它类型的弯曲的解剖组织试样一起使用时，曲率半径可近似于其它形状，这取决于组织试样的类型和/或身体结构以及其被收获的身体位置，从而根据需要创造条件，诸如高张力或低张力。该曲率半径复制预先收获的组织的形状。安装构件30具有相反的平坦端部37，但是端部可具有其它几何构型，例如弯曲的。安装到每个侧面37的是具有顶部42和底部45的侧支撑构件40。每个侧支撑构件40的底部45安装到任选的支撑板50的顶表面51。侧支撑构件通过常规紧固件诸如螺杆55安装到端部37和顶表面51。如果需要，侧支撑构件40可由单个支撑结构诸如例如托架基座代替。安装构件30可任选地以铰接方式安装到支撑结构或支撑构件40，使得安装构件30可铰接地定位。包含在安装构件30的每个侧向侧表面34中的是细长接收凹槽60。看到接收凹槽60具有细长腔62、相反的端部64、相反的侧面66和底部68。

在图3A至图3F中看到组织固定系统100的实施方案。组织固定系统 100在系统10中成对使用，其安装到接收凹槽60中的腹壁曲率合拢器20 的任一个侧面。看到每个组织固定系统100具有销导轨120和接收器导轨 160。看到销导轨120具有细长构件130，该细长构件130具有顶侧132、底侧134、相反的侧向侧面136和相反的端部138。看到销接收开口139延伸穿过端部138。螺杆接收器开口137也包含在端部138中。任选地，开口 137可具有螺纹。看到组织接合销构件140安装到细长构件130的底侧134 并向外延伸。具体地，看到销构件140具有安装在细长构件130的底侧134 中或安装到细长构件130的底侧134的底部142，主体构件144和从远侧端部146延伸的远侧穿刺尖端148。看到销140沿着细长构件130的长度具有交错的长度，该长度在较长的长度和较短的长度之间交替。如果需要，所有销140可具有相同的长度，或者销140可具有以各种期望的图案安装的各种长度。销140能够以包括定位螺杆、焊接、粘合剂、胶水等在内的各种常规的方式安装到细长构件130。优选地，在销140弯曲或变钝的情况下，销140可容易地从细长构件130移除以进行更换。如图所示，销140 通过底侧140使用定位螺杆150安装到细长构件130，并且可以以其它常规的方式进行安装。

看到接收器导轨160为具有顶侧162、底侧164、相反的侧向侧面166 和相反的端部168的细长构件161。相反的端部168具有延伸穿过其并具有螺纹的螺杆接收器开口169。看到顶侧162具有用于接收销构件140的远侧端部146的至少一部分和穿刺点148的凹槽170。看到凹槽170具有腔 172、相反的侧面174、相反的端部176和底部178。从顶侧162的任一端部延伸的是支架构件180。支架构件180是具有底部181和顶部182的圆柱形构件。构件180可以以常规方式例如螺杆、焊接等安装到构件161，或者可与构件161一起被制造为一体件。从顶部182延伸的是对准销185。具有螺纹191的螺杆190用于将销导轨120和接收器导轨160保持在适当位置。如图所示，远侧端部193是带螺纹的，然而如果需要，整个螺杆190可带有螺纹191。螺纹191能够与接收器开口169中的螺纹接合。螺杆190还具有头部构件194。看到对准销185(如图所示)安装在支架构件180中并从支架构件180延伸，并且通过定位螺杆186固定在适当位置。如果需要，可将支架构件180和对准销185制造为一体的构件。在图3A至图3F中看到完全组装的固定系统，其中系统100安装到腹壁曲率合拢器20的组织安装构件30，与它们在接合组织试样时一样。

在图5A至图5E中看到本发明的系统10的组织支撑和张紧器装置 200。看到系统200具有侧支撑件210。看到侧支撑构件210具有弯曲的顶侧212和平坦的底侧214。延伸到顶侧212中的是用于接收组织接合销195 的端销开口215。也看到侧支撑构件210具有外侧216和内侧218。连接底侧214和顶侧216的是侧向侧面220。看到侧向侧面220具有切口区段222，切口区段222在弯曲的突出区段226的任一侧面上具有凹口224。看到弯曲的狭槽230从外侧216延伸通过侧支撑构件210到内侧218。每个侧支撑构件210具有延伸穿过其的一对弯曲狭槽230，该狭槽230被定位和布置成使得狭槽230是彼此的镜像。如果需要，侧支撑构件210可由单个支撑结构诸如例如托架基座代替。安装到与顶侧212相邻的侧支撑构件210 的是组织支撑构件240。看到组织支撑构件240为具有顶侧242和底侧 244、外侧向侧面246、内侧向侧面247和相反的端部248的细长构件。组织支撑构件240的曲率半径与侧支撑构件210的顶侧216的曲率半径类似或相同并且与腹壁曲率合拢器20的弯曲表面32的曲率半径类似。组织支撑构件240安装到侧支撑构件210，使得在内侧向侧面247之间存在间隙或开口250。间隙250允许外科器械和医疗装置诸如解剖刀、套管针等穿透组织试样到包含在构件240下方的腔255。在另选实施方案中，使用单个组织支撑构件240，该组织支撑构件240具有形成在其中的适当尺寸的间隙或开口250。类似地，伤口闭合医疗装置、组织附着装置和施用器等可类似地刺透组织试样并且至少部分地进入腔255。一个或多个组织支撑构件240可任选地以铰接方式安装到支撑结构或支撑构件210，使得一个或多个组织支撑构件240可铰接地定位。看到腔255由支撑构件210的内侧218和组织支撑构件240的底侧244限定。看到张力调整臂270枢转地安装到侧支撑构件 210。看到每个枢转臂270具有近侧端部272和远侧端部274。从每个远侧端部274向外延伸的是由间隙288分开的一对叉构件280。看到叉构件280 具有固定的近侧端部282和自由的远侧端部284。叉构件280能够以活动铰链方式围绕固定的近侧端部282有限旋转。远侧端部284与叉构件280的区段通过施加力一起向外旋转(即，远离间隙)将打开间隙288以接收和保持接收器导轨160的区段。应当理解，保持结构的另选实施方案可在枢转臂270上使用，诸如常规销、插座和其它配合或接合结构。如前所述，张力调整臂270枢转地安装到支撑构件210。这以常规方式进行，诸如通过使用延伸到臂270和支撑构件210中并连接臂270和支撑构件210的枢轴销或螺杆275。从臂270的近侧端部272向外延伸的是操纵销290。看到销 290具有安装到臂270的端部272的近侧端部292和具有抓紧垫295的远侧端部294。看到销290延伸到狭槽230中并延伸出狭槽230，使得远侧端部 294和垫295从与外表面216相邻的狭槽230延伸出。在狭槽230之间和构件210的表面216上居中的是由数字网格线236和对应的数字237组成的网格比例尺235。手指垫295的接合将使销290、张紧臂270和叉构件280围绕枢轴销275向上或向下移动或旋转。张紧臂270可使用与销290相关联的锁定机构锁定就位。如所示，通过具有螺纹的销290，并且通过具有安装在外侧216旁边的销290上方的垫圈299，提供锁定机构；臂270可通过在一个方向上旋转销290而被锁定就位，并且通过在相反方向上的旋转来解锁。参考图5E，看到组织固定系统100安装到支撑和张紧器装置200的每个侧向侧面上的叉构件280之间的间隙288，并且以力配合或过盈配合方式保持在适当位置。

如图4中所看到的，本发明的新型的伤口闭合模拟系统提供了一种优越的、解剖学上正确的组织试样，用于测试伤口闭合医疗装置和施用器，或者使用伤口闭合医疗装置和施用器来实践伤口的闭合。可看出，在现有技术的系统中，组织试样在解剖学上不正确，因为皮肤被松散地压缩和变形，并且腹膜被拉伸和变形。在图15中看到现有技术的伤口闭合模拟和测试装置500。看到装置500具有由支腿540支撑的矩形外围框架510。看到框架510具有中心开口515。看到通过多个缝合线520将平坦的聚合物膜片 530安装在开口515中，多个缝合线520在围绕膜530的周边532的离散位置处刺透膜530，从而提供到外围框架510的点附接。看到膜530具有中心切口550。看到切口550具有由间隙554分开的相反的侧面552。看到间隙554具有不自然的、变形的外观，并且看到膜530下垂。安装在现有技术的装置500中的腹壁组织试样将类似地具有不自然的变形外观，因为如图4 所示，外皮层将被松散地压缩并过度松散，并且腹膜层将被拉伸并过度紧密。

以下实施例旨在说明本发明的原理和实施，而非限制本发明。

实施例

以下面的方式使用本发明的腹部伤口闭合模拟系统10。如图6中所看到的腹壁组织试样300从商业来源(即屠宰场)获得。对于该实施例，利用猪模型。看到试样300具有顶部皮肤或真皮侧302和底部腹膜侧304。看到试样具有上端306、下端308和侧向侧面310。看到试样的体壁厚度320 具有以下层：真皮350、皮下脂肪层360、肌肉/筋膜层370和腹膜380。参考图7，外科医生已经上下颠倒转动了图6的组织试样300，使得暴露腹膜侧304和腹膜370。外科医生已经将组织夹具400放置在白线340的头端 342和尾端和344处的试样300上，以便当放置在腹壁曲率合拢器20的组织安装构件30的顶部上时有助于组织试样300的白线的取向和对准。准备组织合拢器20，以通过将接收器导轨160初始地安装到安装构件30来接收组织试样20。接收器导轨160的细长构件161被放置在如图2C和图2D看到的安装构件30的接收凹槽60中。接下来，如图8A中所看到的，外科医生抓持组织试样300的侧向侧面310并旋转试样300，使得皮肤侧302面向上，并且腹膜侧304面向下。然后外科医生将试样300放置在如图8A和图 8B中所看到的腹壁曲率合拢器20的组织安装构件30的顶表面32上。面向下的腹膜侧304和腹膜370接触表面32，同时暴露顶部皮肤表面302和真皮350。将组织试样300松散地覆盖在合拢器20的组织安装构件30上，使夹具400与腹壁曲率合拢器20和组织安装构件30的中心线对准。将组织试样300放置在组织安装构件30和合拢器20上将解剖形状恢复到组织试样300和腹壁320，并且使组织的所有层对准，使得其相对于真皮350和腹膜370以及中间皮下脂肪层360和肌肉/筋膜层370被固定在中性位置。

然后外科医生通过将对准销185滑入销接收器开口139中将每个组织固定系统100的销导轨120安装到接收器导轨160，以形成如图3C至图3F 中所看到的组织固定系统100。通过首先将销导轨120推向接收器导轨 169，销导轨的销构件140被手动地推入如图9A中所看到的组织试样300 中，以使销构件140的穿刺尖端148刺穿组织试样，其中销140移动到组织试样300中，直到销导轨构件130接触支架构件180的顶部182。螺杆 190插入穿过开口137并拧入螺杆接收器开口169中，以便沿着侧向侧面 310围绕组织试样体壁320紧固销导轨120和接收器导轨160，并且将销导轨120和接收器导轨160固定在一起。参考图9B，看到两个组织固定系统 100已经安装到组织试样300，并且使用螺杆190进行充分紧固，以将系统100有效地固定到接收器导轨构件161和销导轨构件130之间的组织试样 300。如图10A中所看到的，外科医生然后从腹壁曲率合拢器20的组织安装构件30手动地移除组织试样300和附接的组织固定系统100，并且将具有腹膜侧304的试样300向下放置到搁置在组织支撑构件240的顶侧242上的组织支撑和张紧器装置200的顶部上。通过将接收器导轨160的端部区段168推入张力调整臂270的叉构件280之间的间隙288中，接收器导轨 160的端部168安装到张力调整臂270。通过由叉构件280施加的机械摩擦力，将端部区段168保持在叉构件280之间的间隙288中。如图10C中所看到的，试样300与组织固定系统100已经一起安装到张紧器和支撑装置 200。组织支撑和张紧器装置200的该端视图示出了组织接合销195，组织接合销195穿过组织试样300在组织试样300的端部306和308处插入到构件210中的开口215中。组织接合端销195在张紧期间将组织试样300固定到组织张紧器装置200，防止组织试样300的任何向内移动或收缩。具有分别刻蚀到组织支撑和张紧器装置200的侧板构件210的表面216中或放置其上的线和数字(1-5)236和237的网格比例尺235在测试期间提供可记录的反馈，以记录在每个伤口闭合应用期间通过调整张力调整臂270施加到组织试样300的张力的水平。在测试期间，张力的水平可保持恒定的或变化的。

参考图11A和图11B，外科医生使用常规组织标记物670将用于伤口闭合测试的切口部位600布置在组织试样300的顶部皮肤表面302上，使得切口610将被定位在下面的支撑和张紧装置200的开放区域250上，以允许切割装置640(常规的外科解剖刀)、外科手术针或闭合装置自由地向下通过腹膜表面304进入腔255中而不碰撞任何结构。可产生任何深度的切口。如在图11B中所看到的，切口610穿过外皮表面302进入下面的组织皮下层350中而不完全穿过体壁320。切口610具有相反的侧面612。该系统允许测试部分和完全壁闭合。切口610在解剖学上是正确的，允许伤口闭合的准确模拟。如在图12中所看到的，外科医生用具有附接的手术缝合线655的常规的外科手术针650缝合切口610，并且进行多次穿过切口610，以提供必要的缝编以进行修复。外科医生用常规的手术针保持器660 抓住手术针650。外科医生还使用常规的组织夹钳670使侧面612一起移动，同时用手术针650和缝合线655施加多个线迹。

如图13A、图13B和图14A中所看到的，已经对具有相反的侧面712 的组织试样300形成了解剖学上正确的全壁缺损700，使得能够在张紧装置 200上测试多层闭合件或新型的闭合装置。看到缺损700从外皮表面302延伸穿过体壁320，通过真皮350、皮下脂肪层360、肌肉/筋膜层370、腹膜层380并延伸出腹膜表面304。适当的张力可施加到组织试样300，以通过调整张紧臂270并记录来自刻在每个端板上的刻度的张力水平来复制外科条件。张力可在测试期间变化，或者根据应用或需要保持恒定。参考图 14A和图14B，使用常规的外科手术针650和外科缝合线655以及常规的外科器械660和670，以外科手术上适当的方式闭合体壁缺损700。缺损700 中的试样300的肌肉/筋膜层370以传统的中断缝合技术闭合。在闭合期间，缺损700被保持在准确地模拟体内规程的解剖学上正确的位置。

如果需要，本发明的新型系统可用于由医疗专业人员和学生模拟体内外科规程，而不应用伤口闭合装置。例如，使用常规的外科切割装置，诸如解剖刀、电外科装置、超声波装置和激光等及其等同物来实践部分和完全体壁切口的形成。

在另选实施方案中，本发明的系统可仅由组织固定系统100与支撑和张紧器装置200组成。例如，腹壁组织试样300将直接安装在张紧器装置 200的顶部上，并且然后将组织固定系统100安装到组织试样300，并且然后将系统100安装到张紧臂270支撑和张紧器装置200。

尽管已经描述与解剖组织试样一起使用的本发明的新型的合拢器和张紧系统，但也可能使用由天然和合成材料，诸如泡沫、橡胶、水凝胶和各种聚合物材料等制成的合成组织试样。可商购获得的有用的合成组织试样的示例包括但不限于可从马萨诸塞州大巴灵顿的张伯伦集团(The Chamberlain Group,Great Barrington,Massachusetts)和佛罗里达州坦帕市 Syndaver实验室(Syndaver Labs,Tampa,Florida)购得的皮肤模型。当使用具有本发明的新型系统的合成组织试样时，用户得到类似的益处。

尽管未示出，但是当安装到张紧系统200时，本发明的新型系统可与机构或系统组合以移动试样300，以模拟组织试样300中的呼吸运动。这可以以包括机构、气囊、气体脉冲等的各种常规方式进行。

本发明的新型的系统和方法具有许多优点。该系统提供了具有完全壁厚销的组织固定。销完全刺透全厚度的组织，并在接触表面处最小限度地挤压或滑动的情况下将其固定在适当的位置。销对准到接收器导轨中，以在操纵期间将组织牢固地保持在适当的位置。多个固定销的使用减少了离散的固定点。采用离散的固定点的已知常规测试系统在安装收获的组织样本时人为地产生张力线。在本发明的组织固定系统中使用的多个固定点在不产生增加张力的区域的情况下牢固地安装组织。多个固定销沿着收获的组织样本产生固定线。在固定过程期间固定组织试样诸如体壁的解剖形状因子。腹壁曲率合拢器在固定过程期间保留收获的组织的解剖形状，以确保销垂直于全厚度层。在不保留解剖形状的情况下，内部组织层上的张力水平将是不相等的，从而在最终安装固定装置期间产生或多或少张力的区域。组织的可变张紧由本发明的系统提供。组织支撑和张紧器在收获的组织样本的尾部的/头部的和中间的/侧向的方面上提供若干个水平的张力能力。提供下面的组织支撑以保持解剖结构完整性。这在组织安装期间提供支撑，防止任何组织下垂或吊挂。通过具有所有固定方法(例如，缝合线、钉、局部粘合剂等)的本发明的新型系统提供多层闭合。所得到的一致的多层模型允许评价多种产品或技术。本发明的新型系统允许体内伤口闭合的准确的体外模拟。这允许对伤口闭合装置和规程的准确测试和评估，以帮助开发改进的伤口闭合装置和规程。新型的系统还为临床医生和学生提供了一种改进的方法，以实践伤口闭合技术并改进伤口闭合技能。该系统在解剖组织试样，诸如用于体外伤口闭合模拟和其它外科规程模拟的腹壁组织样本上提供解剖学上正确的表示和张紧。本发明的新型系统可在天然的、收获的解剖组织试样和合成组织试样或样本上使用。

虽然本发明已关于其详细实施方案得到了显示和描述，但本领域的技术人员将会理解，在不偏离要求保护的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明的形式和细节进行各种变化。

Claims (33)

1.一种体外解剖组织试样模拟系统，包括：

组织试样曲率合拢器装置，所述组织试样曲率合拢器装置包括合拢器构件和安装到所述合拢器构件的支撑结构，所述合拢器构件具有相反端部、具有曲率的顶表面、以及底表面，其中所述顶表面的所述曲率对应于体内组织试样的曲率；

组织固定系统，所述组织固定系统包括销导轨，所述销导轨具有细长构件，所述细长构件具有安装在表面上的多个组织接合销；和，

接收器导轨，所述接收器导轨用于接合所述销导轨，所述接收器导轨具有细长接收器导轨构件和沿所述细长构件的长度的至少一部分的凹槽，所述细长接收器导轨构件具有至少一个支架构件和至少一个导向销，所述凹槽用于接收所述组织接合销的远侧端部；和，

组织支撑和张紧器装置，所述组织支撑和张紧器装置用于接收所述组织固定系统的至少一部分，所述组织支撑和张紧器装置包括至少一个组织支撑构件、一对端板构件、一对张紧臂、和构件，所述至少一个组织支撑构件具有曲率，所述曲率对应于体内组织试样的所述曲率，所述一对端板构件安装到所述组织支撑构件的端部，所述一对张紧臂枢转地安装到每个端板构件，所述构件从所述张紧臂的侧向端部延伸以接收所述接收器导轨的至少区段。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合拢器装置具有平坦的底部；

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，侧板构件安装到所述合拢器构件的所述端部。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合拢器构件还包括用于接收所述接收器导轨构件的凹槽。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，销导轨构件具有用于接收导向销构件的至少一个开口。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于将所述销导轨固定到所述接收器导轨的螺杆构件。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述端板构件具有带编号的网格。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述张紧臂具有相关联的锁定机构。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述张紧器装置包括在所述组织支撑构件下方的可达到腔。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括由开口分开的两个组织支撑构件。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组织试样包括体壁。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组织试样包括腹壁。

13.一种用于使用根据权利要求1所述的系统来模拟体外解剖组织试样伤口闭合的方法，包括：

将组织试样的区段安装到所述组织试样曲率合拢器装置上，所述组织试样具有侧向侧面；

将组织固定系统附接到所述组织试样的每个侧向边缘；

将所述组织试样和附接的组织固定系统安装到所述组织支撑和张紧装置，并且使用所述张紧臂来张紧所述组织试样；

在所述组织试样的至少一个区段中制作切口；以及，

应用组织闭合装置。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述组织闭合装置选自由以下项组成的组：外科缝合线、外科钉、粘合剂、胶水和大头钉。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，使用外科器械制作所述切口，所述外科器械选自由以下项组成的组：机械切割装置、电外科切割装置、激光切割装置和超声波切割装置。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述组织闭合装置包括缝合线。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括收获的天然组织。

18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括合成组织。

19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括体壁。

20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括腹壁。

21.一种用于使用根据权利要求1所述的系统来模拟体外解剖组织试样外科规程的方法，包括：

将组织试样的区段安装到所述组织试样曲率合拢器装置上，所述组织试样具有侧向侧面；

将组织固定系统附接到所述组织试样的每个侧向边缘；

将所述组织试样和附接的组织固定系统安装到所述组织支撑和张紧装置，并且使用所述张紧臂来张紧所述组织试样；以及，

在所述组织试样的至少一个区段中制作切口。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，使用外科器械制作所述切口，所述外科器械选自由以下项组成的组：机械切割装置、电外科切割装置、激光切割装置和超声波切割装置。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括收获的天然组织。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括合成组织。

25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括体壁。

26.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述组织试样包括腹壁。

27.一种体外解剖组织试样模拟系统，包括：

组织固定系统，所述组织固定系统包括销导轨，所述销导轨具有细长构件，所述细长构件具有安装在表面上的多个组织接合销；和，

接收器导轨，所述接收器导轨用于接合所述销导轨，所述接收器导轨具有细长接收器导轨构件和沿所述细长构件的长度的至少一部分的凹槽，所述细长接收器导轨构件具有至少一个支架构件和至少一个导向销，所述凹槽用于接收所述组织接合销的远侧端部；和，

组织支撑和张紧器装置，所述组织支撑和张紧器装置用于接收所述组织固定系统的至少一部分，所述组织支撑和张紧器装置包括至少一个组织支撑构件、一对端板构件、一对张紧臂、和构件，所述至少一个组织支撑构件具有曲率，所述曲率对应于体内组织试样的曲率，所述一对端板构件安装到所述组织支撑构件的端部，所述一对张紧臂枢转地安装到每个端板构件，所述构件从所述张紧臂的侧向端部延伸以接收所述接收器导轨的至少区段。

28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述张紧器装置包括在所述组织支撑构件下方的可达到腔。

29.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述系统包括由开口分开的两个组织支撑构件。

30.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述端板构件具有带编号的网格。

31.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述张紧臂具有相关联的锁定机构。

32.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述组织试样包括体壁。

33.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述组织试样包括腹壁。

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