CN109192033A - 一种人体减压病模拟模型及其构建方法 - Google Patents

一种人体减压病模拟模型及其构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种人体减压病模拟模型及其构建方法，包括至少一根模拟血管、气体罩和气泵；模拟血管为透明材料，且充满液体；模拟血管中至少一根为防水透气材料；气体罩为透明材料，至少将防水透气材料的模拟血管包裹起来；气泵与气体罩气密封连接，可向气体罩增加和/或排出气体。其优点在于可以直观地看到减压病的形成，可以对快速消除减压病的参数进行深入研究，填补行业空白。

Description

一种人体减压病模拟模型及其构建方法
技术领域
本发明涉及一种模拟模型及其构建方法，特别是涉及一种人体减压病模拟模型及其构建方法。
背景技术
减压病是由于高压环境作业后减压不当，体内原已溶解的气体超过了过饱和界限，在血管内外及组织中形成气泡所致的全身性疾病。在减压后短时间内或减压过程中发病者为急性减压病。主要发生于股骨、肱骨和胫骨，缓慢演变的缺血性骨或骨关节损害为减压性骨坏死。
潜水作业、沉箱作业、特殊的高空飞行等，如未遵守减压规定，可出现氮气泡压迫或血管栓塞症状，致减压病。水下作业时，身体每下潜10m，大致相当于增加一个大气压的压力，所增加的压力称附加压。附加压和地面大气压的总和，称总压或绝对压。机体在高气压环境下，肺泡内各种气体分压随之增高，并立即与吸入压缩空气中各种气体的分压相平衡。因肺泡内气体分压高于血液中气体压力，气体便按照波义耳定律，相应地增加了气体在血液中的溶解量。
当人体由高气压环境逐步转向正常气压时，血液中的气体进过肺动脉的血管壁渗透至肺部，并经肺泡逐渐缓慢地排出体外，无不良后果。当减压过速，超过外界总气压过多时，就无法继续维持溶解状态，于是在几秒至几分钟内以气泡形式聚积于组织和血液中；减压愈快，产生气泡愈速，聚积量也愈多。氮可长期以气泡状态存在。
此外，由于血管内气泡继续形成，造成组织缺氧及损伤，细胞释放出钾离子、肽、组胺类物质及蛋白水解酶等，后者又可刺激产生组胺及5-羟色胺。这类物质主要作用于微循环系统，致使血管平滑肌麻痹，微循环血管阻塞等，进而减低组织与体液内氮的脱饱和速度。所以在减压病的发病机理中，气泡形成是原发因素。
在减压病的学习和研究中，没有针对该病理形成的模拟模型，很难对其有直观性的认识，更无法采用模拟实验获得相应的数据。
发明内容
本发明的提供的一种人体减压病模拟模型及其构建方法，可以直观地看到减压病的形成，可以对快速消除减压病的参数进行深入研究，以克服现有技术的缺陷。
本发明提供一种人体减压病模拟模型，包括至少一根模拟血管、气体罩和气泵；模拟血管为透明材料，且充满液体；模拟血管中至少一根为防水透气材料；气体罩为透明材料，至少将防水透气材料的模拟血管包裹起来；气泵与气体罩气密封连接，可向气体罩增加和/或排出气体。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：还包括模拟肺和模拟心脏；模拟肺通过模拟血管与模拟心脏相连。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：模拟血管至少为两条，分为肺模拟血管和肢体模拟血管；肺模拟血管与模拟肺、模拟心脏连接，形成环路；气体罩将肺模拟血管包裹起来；肢体模拟血管与模拟心脏连接。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：模拟心脏包括右心房、右心室、左心室和左心房；右心房与右心室设置单向阀，液体只能从右心房流向右心室；左心房与左心室设置单向阀，液体只能从左心房流向左心室。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：右心房与肢体模拟血管连通；左心室与肢体模拟血管也连通。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：模拟肺分为左肺和右肺；肺模拟血管与右心室连，通流经左肺和右肺后，与左心房连通。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：气体罩设置排气阀；打开排气阀，迅速排出气体罩中的加压气体。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：还包括液体泵，液体泵驱动液体管内的液体流动。
进一步，本发明提供一种人体减压病模拟模型，还可以具有这样的特征：肺模拟血管采用聚四氟乙烯或人工血管。
另外，本发明提供一种人体减压病的构建方法，采用上述人体减压病模拟模型；当气泵向气体罩增加压力，增压气体通过防水透气材料渗透进入模拟血管形成气泡；当气泵按设定条件缓慢排出气体罩内的气体时，气体罩中的压力缓慢降低，模拟血管中的气体通过防水透气材料排出模拟血管。
附图说明
图1是人体减压病模拟模型的结构示意图。
图2是模拟心脏的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
图1是人体减压病模拟模型的结构示意图。
如图1所示，本实施例中，人体减压病模拟模型，包括：人体模型本体10、模拟心脏20、模拟肺30、肺模拟血管40、液体泵、气体罩50(由于透明图1中未画出)、气体泵和肢体模拟血管60。
人体模型本体10模拟人体的外形，上面也可以绘制骨骼肌肉等。模拟心脏20、模拟肺30、肺模拟血管40、气体罩50、气体泵和肢体模拟血管60都固定在人体模型本体10的相应的位置。肺模拟血管40和肢体模拟血管60充满红色液体，模拟血液。液体泵可以设置在模拟心脏20的位置，驱动肺模拟血管40和肢体模拟血管60里的液体流动。
图2是模拟心脏的结构示意图。
如图2所示，模拟心脏20包括：右心房21、右心室22、左心房26和左心室27。右心房21与右心室22设置单向阀23，液体只能从右心房21流向右心室22。左心房26与左心室27设置单向阀28，液体只能从左心房26流向左心室27。图2中的模拟心脏20为了显示清楚与肺模拟血管40和肢体模拟血管60的连接关系绘制平面示意图，实际可以制作成与实体一致的立体心脏模型，仿真度更高。
右心房21与肢体模拟血管60相连，模拟静脉血从右心房21进入心脏，通过单向阀23进入右心室22。然后，流入肺模拟血管40与右心室22连接。
本实施例中，模拟肺30分为左肺30a和右肺30b。肺模拟血管40与右心室22连通后，分别流经左肺30a和右肺30b后，都流回左心房26，即与肺模拟血管40与左心房26连通。左心房26的液体通过单向阀28流入左心室27。左心室27与肢体模拟血管60也连通，液体从左心室27流入肢体模拟血管60内。本实施例中，肢体模拟血管60分为四个循环分别位于四肢的位置。根据需要还可以设置脑部肢体血管，当然也可以只设置一个四肢血管循环示意一下即可。
本实施例中，肢体模拟血管60为普通透明材质即可。肺模拟血管40不仅为透明材质，而且为防水透气材料，只能渗透气体，但液体不能渗透过去。
如图2所示，气体罩50为透明材料(虚线表示)。肺模拟血管40都设置在气体罩50内，即气体罩50包裹在防水透气材料的肺模拟血管40外。气泵可以设置在人体模型本体10的背面，与气体罩50气密封连接，可向气体罩50增加和/或排出气体。气体罩50还设置排气阀。打开排气阀，可迅速排出气体罩中的加压气体。气体罩50为圆弧形的玻璃构成，还能起到一定的放大作用，可以更清楚地观察到气体罩50内部的变化。
肺模拟血管40可以根据模型的需求采用聚四氟乙烯或人工血管；一般教学模型采用聚四氟乙烯即可，作为深入研究时，可以采用人工血管，完全模拟减压病中气泡的产生和消除。
人体减压病的构建方法：
当气泵向气体罩50增加几个大气压的压力，模拟潜水作业至一定的深度。此时，气体罩50中的压力明显远大于肺模拟血管40内的压力。高压气体在压力的作用下，通过防水透气材料渗透进入肺模拟血管40内形成气泡，可以通过透明的气体罩观察到。通过液体泵，驱动肺模拟血管40内含气泡的液体通过模拟心脏20流到肢体模拟血管60中。这个过程可以透过透明的模拟血管和气体罩清楚地观察到。
在此前提下，如果需要模拟减压病的形成，只需要打开排气阀，气体罩50与大气连通，迅速排气减压，模拟潜水人员快速上浮至水面上。此时，由于气体渗透防水透气材料的肺模拟血管40需要一定的时间，无法快速排出，但内外压差会导致气体会破裂形成数量更多的小气泡在体内循环，形成循环病。
另一种模拟缓慢减压过程，气体泵按设定条件缓慢排除气体罩内的空气，在每降低0.5-1个大气压的压力时，保压5-15分钟，再进行下一次排气降压直至与大气压力相同，气体通过肺模拟血管40排出至气体罩内。人体减压病模拟模型可以设置不同的缓慢减压条件，不限于等压力等时间，还可以在较高的压力下，停留时间越短，越接近标准大气压，停留时间越长，观察气体排出的情况，获得最佳的减压方式作为减压病的参考。

Claims (10)

1.一种人体减压病模拟模型，其特征在于：包括至少一根模拟血管、气体罩和气泵；
其中，所述模拟血管为透明材料，且充满液体；
所述模拟血管中至少一根为防水透气材料；
所述气体罩为透明材料，至少将所述防水透气材料的所述模拟血管包裹起来；
所述气泵与所述气体罩气密封连接，可向所述气体罩增加和/或排出气体。
2.如权利要求1所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
还包括模拟肺和模拟心脏；所述模拟肺通过所述模拟血管与所述模拟心脏相连。
3.如权利要求2所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
其中，所述模拟血管至少为两条，分为肺模拟血管和肢体模拟血管；
所述肺模拟血管与所述模拟肺、模拟心脏连接，形成环路；所述气体罩将所述肺模拟血管包裹起来；
所述肢体模拟血管与所述模拟心脏连接。
4.如权利要求3所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
其中，所述模拟心脏包括右心房、右心室、左心室和左心房；
所述右心房与所述右心室设置单向阀，液体只能从所述右心房流向所述右心室；
所述左心房与所述左心室设置单向阀，液体只能从所述左心房流向所述左心室。
5.如权利要求4所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
其中，所述右心房与所述肢体模拟血管连通；
所述左心室与所述肢体模拟血管也连通。
6.如权利要求5所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
其中，所述模拟肺分为左肺和右肺；
所述肺模拟血管所述与右心室连，通流经所述左肺和所述右肺后，与所述左心房连通。
7.如权利要求1所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
其中，所述气体罩设置排气阀；
打开所述排气阀，迅速排出所述气体罩中的加压气体。
8.如权利要求1所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
还包括液体泵，所述液体泵驱动所述液体管内的液体流动。
9.如权利要求1所述的人体减压病模拟模型，其特征在于：
其中，所述肺模拟血管采用聚四氟乙烯或人工血管。
10.一种人体减压病的构建方法，其特征在于：采用如权利要求1至9中任意一项所述的人体减压病模拟模型；
当所述气泵向所述气体罩增加压力，增压气体通过所述防水透气材料渗透进入所述模拟血管形成气泡；
当所述气泵按设定条件缓慢排出所述气体罩内的气体时，所述气体罩中的压力缓慢降低，所述模拟血管中的气体通过所述防水透气材料排出所述模拟血管。
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Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1056762A (zh) * 1990-05-23 1991-12-04 周经华 人体血液循环动态演示模型
CN2356386Y (zh) * 1999-01-21 1999-12-29 张大新 模拟空气栓塞演示模型
US6106497A (en) * 1997-01-31 2000-08-22 Medical Instrument Development Laboratories System and method for preventing an air embolism in a surgical procedure
CN2894710Y (zh) * 2006-03-31 2007-05-02 天津市海河医院 医用血气交换器
US20070213964A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Saul Goldman Method and device for predicting risk of decompression sickness
WO2008144244A2 (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Divenav, Inc. Scuba diving device providing underwater navigation and communication capability
CN201192486Y (zh) * 2008-04-28 2009-02-11 东莞科威医疗器械有限公司 膜式氧合器的氧合室结构
US20100092939A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Tyco Healthcare Group Lp System and Method for Perfusing Biological Organs
CN102190077A (zh) * 2010-03-19 2011-09-21 中国人民解放军海军医学研究所 潜水减压方法及系统
CN102351042A (zh) * 2011-09-15 2012-02-15 中国人民解放军海军医学研究所 一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统
WO2012155283A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Organis Gmbh Physical lung model to simulate organ function in health and disease
CN202632610U (zh) * 2012-03-20 2012-12-26 关真民 模拟肺循环、体循环演示模型
US20130281897A1 (en) * 2003-09-04 2013-10-24 Ahof Biophysical Systems Inc. Non-invasive reperfusion system by deformation of remote, superficial arteries at a frequency much greater than the pulse rate
CN204117465U (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 赵小萍 仿真心脏血液循环模型
CN204188610U (zh) * 2014-10-09 2015-03-04 中国人民解放军第二军医大学 一种离体血管微气泡灌流装置
CN204359541U (zh) * 2014-11-27 2015-05-27 航宇救生装备有限公司 一种压力模拟试验装置
CN205073380U (zh) * 2015-10-16 2016-03-09 天津市海河医院 一种血液循环装置
CN106620914A (zh) * 2016-10-20 2017-05-10 董兰田 体外循环人造肺

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1056762A (zh) * 1990-05-23 1991-12-04 周经华 人体血液循环动态演示模型
US6106497A (en) * 1997-01-31 2000-08-22 Medical Instrument Development Laboratories System and method for preventing an air embolism in a surgical procedure
CN2356386Y (zh) * 1999-01-21 1999-12-29 张大新 模拟空气栓塞演示模型
US20130281897A1 (en) * 2003-09-04 2013-10-24 Ahof Biophysical Systems Inc. Non-invasive reperfusion system by deformation of remote, superficial arteries at a frequency much greater than the pulse rate
US20070213964A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Saul Goldman Method and device for predicting risk of decompression sickness
CN2894710Y (zh) * 2006-03-31 2007-05-02 天津市海河医院 医用血气交换器
WO2008144244A2 (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Divenav, Inc. Scuba diving device providing underwater navigation and communication capability
CN201192486Y (zh) * 2008-04-28 2009-02-11 东莞科威医疗器械有限公司 膜式氧合器的氧合室结构
US20100092939A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Tyco Healthcare Group Lp System and Method for Perfusing Biological Organs
CN102190077A (zh) * 2010-03-19 2011-09-21 中国人民解放军海军医学研究所 潜水减压方法及系统
WO2012155283A1 (en) * 2011-05-16 2012-11-22 Organis Gmbh Physical lung model to simulate organ function in health and disease
CN102351042A (zh) * 2011-09-15 2012-02-15 中国人民解放军海军医学研究所 一种复杂工况空气常规潜水减压修正方法及系统
CN202632610U (zh) * 2012-03-20 2012-12-26 关真民 模拟肺循环、体循环演示模型
CN204188610U (zh) * 2014-10-09 2015-03-04 中国人民解放军第二军医大学 一种离体血管微气泡灌流装置
CN204117465U (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 赵小萍 仿真心脏血液循环模型
CN204359541U (zh) * 2014-11-27 2015-05-27 航宇救生装备有限公司 一种压力模拟试验装置
CN205073380U (zh) * 2015-10-16 2016-03-09 天津市海河医院 一种血液循环装置
CN106620914A (zh) * 2016-10-20 2017-05-10 董兰田 体外循环人造肺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
季春华: ""潜水减压模型发展简介"", 《中国职业医学》 *
曹佳: "《程天民军事预防医学》", 30 September 2014, 人民军医出版社 *

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