CN112509442B - 一种多功能穿刺模型及穿刺方法 - Google Patents

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Abstract

一种多功能穿刺模型及基于该多功能穿刺模型的穿刺方法,设置有模型主体、用于提示注射结果的主控装置、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块，皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块分别装配于模型主体，皮内注射模块的信号输出端、皮下注射模块的信号输出端和肌肉注射模块的信号输出端分别与主控装置的信号输入端电连接。本发明具有多种注射功能及具有皮肤组织模块，不同注射模块能识别穿刺的深度并进行穿刺结果提示，同时引导操作者依次完成穿刺操作，同时根据穿刺类型控制不同的模块的升降，从而更直接观地了解皮肤组织。

Description

一种多功能穿刺模型及穿刺方法
技术领域
本发明属于医学教学模型领域，特别涉及一种多功能穿刺模型及基于该多功能穿刺模型的穿刺方法。
背景技术
注射法、静脉输液是护理学生或者护士必备的一项技能，但是要做到技术熟练，动作准确，需要医学者把所学到的理论知识付诸于实践。如果在患者身上练习具有很大的局限性和危险性，那么仿真模型便成了最好的训练工具，现有的注射模型结构简单，功能单一，而且各部位的注射对应不同的注射模型。
因此，针对现有技术不足，提供一种多功能穿刺模型及基于该多功能穿刺模型的穿刺方法以解决现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种多功能穿刺模型。该多功能穿刺模型具有多种注射功能。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种多功能穿刺模型,设置有模型主体、用于提示注射结果的主控装置、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块，皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块分别装配于模型主体，皮内注射模块的信号输出端、皮下注射模块的信号输出端和肌肉注射模块的信号输出端分别与主控装置的信号输入端电连接。
本发明的多功能穿刺模型,还设置有皮肤组织模块，皮肤组织模块活动装配于模型主体。
优选的，上述皮肤组织模块设置有仿真表皮层、仿真真皮层、仿真皮下层和仿真肌肉层，仿真表皮层、仿真真皮层、仿真皮下层和仿真肌肉层依次层叠设置。
优选的，上述主控装置设置有用于接收皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块中至少一种升降语音输入信号的麦克风、用于播报穿刺结果的扬声器和控制器。
控制器的信号输入端与麦克风连接，控制器的信号输出端与扬声器和模型主体电连接，皮下注射模块的信号输出端、皮内注射模块的信号输出端和肌肉注射模块的信号输出端均与控制器的信号输入端电连接。
优选的，上述皮内注射模块设置有用于识别皮内穿刺是否成功的第一压力传感器、用于识别皮内穿刺是否过深的第二压力传感器、第一仿真表皮层、第一仿真真皮层和第一仿真皮下层，第一仿真表皮层、第一仿真真皮层和第一仿真皮下层依次层叠设置，第一压力传感器设置于第一仿真表皮层与第一仿真真皮层之间，第二压力传感器设置于第一仿真皮下层，第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器的信号输入端电连接。
将皮内注射模块的注射点定义为皮内原点，第一压力传感器、第二压力传感器与皮内原点三点成一直线，且直线与第一仿真表皮层成夹角α1，且存在0°＜α1≤10°。
优选的，上述皮内注射模块还设置有用于模拟皮丘鼓起的储液囊，储液囊设置于第一仿真表皮层，储液囊与皮内注射模块的注射区域连通。
优选的，上述第一仿真表皮层为可更换仿真表皮层。
优选的，上述皮下注射模块设置有用于识别皮下穿刺是否过浅的第三压力传感器、用于识别皮下穿刺是否成功的第四压力传感器、用于识别皮下穿刺是否过深的第五压力传感器、第二仿真表皮层、第二仿真真皮层和第二仿真皮下层。
第二仿真表皮层、第二仿真真皮层和第二仿真皮下层依次层叠设置，第三压力传感器设置有第二仿真表皮层和第二仿真真皮层之间，第四压力传感器设置于第二仿真真皮层，第五压力传感器设置于第二仿真皮下层，第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器均与控制器的信号输入端电连接。
将针梗的长度定义A，将皮下注射模块的注射点定义为皮下原点，第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感与皮下原点四点成一直线，且直线与第二仿真表皮层成夹角α2，且存在30°≤α2≤40°，且第四压力传感器与皮下原点距离为0.5A～0.67A。
优选的，上述肌肉注射模块设置有用于识别肌肉穿刺是否过浅的第六压力传感器、用于识别肌肉穿刺是否成功的第七压力传感器、第三仿真皮下层和第三仿真肌肉层。
第三仿真皮下层和第三仿真肌肉层叠设置，第六压力传感器设置于第三仿真皮下层，第七压力传感器设置于第三仿真肌肉层，第六压力传感器和第七压力传感器均与控制器的信号输入端电连接。
将肌肉注射模块的注射点定义为肌肉原点，第六压力传感器、第七压力传感器、肌肉原点成一直线，且直线与第三仿真皮下层成夹角α3，且存在87°≤α3≤93°，第六压力传感器与肌肉原点距离为0.5A～0.67A。
优选的，上述静脉注射/输液模块设置有模拟血管、第四仿真表皮层、第四仿真真皮层和第四仿真皮下层，第四仿真表皮层、第四仿真真皮层和第四仿真皮下层依次层叠设置，模拟血管位于第四仿真真皮层和第四仿真皮下层之间。
优选的，上述静脉注射/输液模块还设置有第八压力传感器，将静脉注射/输液模块的注射点定义为静脉原点，第八压力传感器和静脉原点的连线与第四仿真表皮层成夹角α4，存在15°≤α4≤30°，第八压力传感器位于模拟血管内，且第八压力传感器与控制器的信号输入端电连接。
所述静脉注射/输液模块还设置有负压模拟血浆泵，负压模拟血浆泵的两端分别与模拟血管的两端连接；或者
所述静脉注射/输液模块还设置有负压模拟血浆泵和引流袋，负压模拟血浆泵的一端与模拟血管的一端连接，模拟血管的另一端与引流袋连接。
本发明的多功能穿刺模型,还设置有用于判断是否存在消毒操作的消毒检测模块，消毒检测模块与控制器的信号输入端电连接。
优选的，上述消毒检测模块设置有用于检测碘消毒后主体颜色变化的色彩传感器、用于消毒完毕后退色的加热器和用于感应安尔碘的淀粉层，淀粉层设置于皮肤组织模块的外表面，加热器装配于皮肤组织模块，色彩传感器与控制器的信号输入端电连接。
本发明的多功能穿刺模型，还设置有用于判断进入的液体是否存在空气的空气检测模块，空气检测模块分别设置于皮内注射模块的内部、皮下注射模块的内部、肌肉注射模块的内部和静脉注射/输液模块的内部，空气检测模块与控制器的信号输入端电连接。
优选的，上述空气检测模块为空气传感器。
本发明的多功能穿刺模型，还设置有用于判断是否存在捆绑止血带操作的止血带检测传感器，止血带检测传感器设置有于静脉注射/输液模块，且止血带检测传感器与静脉原点的距离为6cm～8cm，止血带检测传感器位于近心端，止血带检测传感器与控制器的信号输入端电连接。
优选的，上述止血带检测传感器为压力传感器。
优选的，上述模型主体设置有多个升降机构，多个升降机构分别对应装配于皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块、静脉注射/输液模块和皮肤组织模块，且升降机构还与控制器的信号输出端电连接。
每个升降机构都设置有电机、传动轮、齿轮和齿条，电机与传动轮传动连接，传动轮和齿轮齿接，齿轮与齿条齿接，电机与控制器的信号输出端电连接。
多个所述齿条分别对应固定装配于皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块、静脉注射/输液模块和皮肤组织模块。
优选的，上述模型主体的形状为手臂，静脉注射/输液模块位于手臂的一个末端且远离手掌。
优选的，上述主控装置还设置有用于提示播报穿刺结果的指示灯，指示灯与控制器的信号输出端连接。
本发明的另一目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于多功能穿刺模型的穿刺方法。该基于多功能穿刺模型的穿刺方法能对穿刺操作结果进行提示。
本发明的上述目的通过以下技术措施实现：
提供一种基于多功能穿刺模型的穿刺方法，使用上述的多功能穿刺模型，包括步骤有：
步骤一，开启；
步骤二、选择是否升起皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，当是则步骤三，如否则直接进入步骤四；
步骤三、升起对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，并进入步骤四；
步骤四、判断是否下降对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，如果是则进入步骤五，如果否则进入步骤六；
步骤五、对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块下降，并进入步骤六；
步骤六、判断是否进行穿刺，当是则进入步骤七，当否则进入步骤十一、
步骤七、选择皮内注射、皮下注射、肌肉注射或者静脉注射/输液的穿刺类型；
步骤八、消毒操作；
步骤九、穿刺操作；
步骤十、推液操作；
步骤十一、完成。
优选的，上述步骤七包括有：
步骤7.1、判断是否进入静脉注射/输液，当否则进入步骤7.2，当是则进入步骤7.3；
步骤7.2、进入步骤八；
步骤7.3、提示绑上止血带，然后判断止血带位置是否正确，当否则进入步骤7.4，当是则进入步骤7.5；
步骤7.4、提示止血带位置错误返回步骤7.3；
步骤7.5、提示止血带位置正确并进入步骤八。
优选的，上述步骤八包括有：
步骤8.1、提示进行消毒操作
步骤8.2、判断是否完成消毒操作，当否则进入步骤8.3，当是则进入步骤8.4；
步骤8.3、提示消毒错误返回步骤8.1；
步骤8.4、提示消毒成功并进入步骤九。
优选的，上述步骤九包括有：
步骤9.1、提示进行穿刺操作；
步骤9.2、判断穿刺是否正确，当否则进入步骤9.3，当是则进入步骤9.4；
步骤9.3、提示穿刺失败返回步骤9.1；
步骤9.4、提示穿刺成功并进入步骤十。
优选的，上述步骤十包括有：
步骤10.1、提示推液操作；
步骤10.2、判断注射液是否存在空气，当是则进步骤10.3，当否则进入步骤10.4；
步骤10.3、提示注射液存在空气，并返回步骤10.1；
步骤10.4、提示推液正确，并进入步骤10.5；
步骤10.5、判断是否为皮内注射，如否则进入步骤10.6，如是则进入步骤十一；
步骤10.6、提示进入止血操作，然后进入步骤十一。
本发明的多功能穿刺模型及基于多功能穿刺模型的穿刺方法,设置有模型主体、用于提示注射结果的主控装置、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块，皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块分别装配于模型主体，皮内注射模块的信号输出端、皮下注射模块的信号输出端和肌肉注射模块的信号输出端分别与主控装置的信号输入端电连接。本发明具有多种注射功能及具有皮肤组织模块，不同注射模块能识别穿刺的深度并进行穿刺结果提示，同时引导操作者依次完成穿刺操作，同时根据穿刺类型控制不同的模块的升降，从而更直接观地了解皮肤组织。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为实施例1的一种多功能穿刺模型的信号传输关系示意图。
图2为实施例1的升降机构的结构示意图。
图3为实施例1的皮肤组织模块的结构示意图。
图4为实施例2的皮内注射模块的结构示意图。
图5为实施例3的皮下注射模块的结构示意图。
图6为实施例4的肌肉注射模块的结构示意图。
图7为实施例5的静脉注射/输液模块的结构示意图。
图8为实施例6的一种多功能穿刺模型的结构示意图。
在图1至图8中，包括有：
模型主体100、
皮内注射模块200、第一仿真表皮层210、第一仿真真皮层220、第一仿真皮下层230、第一压力传感器240、第二压力传感器250、储液囊260、
皮下注射模块300、第二仿真表皮层310、第二仿真真皮层320、第二仿真皮下层330、第三压力传感器340、第四压力传感器350、第五压力传感器360、
肌肉注射模块400、第三仿真皮下层410、第三仿真肌肉层420、第六压力传感器430、第七压力传感器440、
静脉注射/输液模块500、第四仿真表皮层510、第四仿真真皮层520、第四仿真皮下层530、模拟血管540、第八压力传感器550、
皮肤组织模块600、仿真表皮层610、仿真真皮层620、仿真皮下层630、仿真肌肉层640、
升降机构700、电机710、传动轮720、齿轮730、齿条740。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1。
一种多功能穿刺模型，如图1所示，设置有模型主体100、用于提示注射结果的主控装置、皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400和静脉注射/输液模块500，皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400和静脉注射/输液模块500分别装配于模型主体100，皮内注射模块200的信号输出端、皮下注射模块300的信号输出端和肌肉注射模块400的信号输出端分别与主控装置的信号输入端电连接。
本发明的多功能穿刺模型,还设置有皮肤组织模块600，皮肤组织模块600活动装配于模型主体100。皮肤组织模块600设置有仿真表皮层610、仿真真皮层620、仿真皮下层630和仿真肌肉层640，仿真表皮层610、仿真真皮层620、仿真皮下层630和仿真肌肉层640依次层叠设置，如图3。
主控装置设置有用于接收升降皮肤组织模块600、皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400或者静脉注射/输液模块500中至少一种升降语音输入的麦克风、用于播报穿刺结果的扬声器和控制器，控制器的信号输入端与麦克风连接，控制器的信号输出端与扬声器和模型主体100电连接，皮下注射模块300的信号输出端、皮内注射模块200的信号输出端和肌肉注射模块400的信号输出端电连接。主控装置还设置有用于提示播报穿刺结果的指示灯，指示灯与控制器的信号输出端连接。
模型主体设置有多个升降机构700，多个升降机构700分别对应装配于皮肤组织模块600、皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400或者静脉注射/输液模块500，且升降机构700，还与控制器的信号输出端电连接。每个升降机构700设置有电机710、传动轮720、齿轮730和齿条740，电机710与传动轮720轴接，传动轮720和齿轮730传动连接，齿轮730与齿条740齿接，电机与控制器的信号输出端电连接，如图2。多个齿条分别对应固定装配于皮肤组织模块600、皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400或者静脉注射/输液模块500。
本发明的工作原理如下：当操作者发出皮肤组织模块600升起语音指令时，皮肤组织模块600升出，并凸出于模型主体100，操作者从而直观了解皮肤组织的内部结构；当操作者发出皮肤组织模块600下降语音指令时，皮肤组织模块600下降，嵌于模型主体100。当操作发出皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400或者静脉注射/输液模块500升起语音指令时，对应的皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400或者静脉注射/输液模块500升出，并凸出于模型主体100，操作者从而直观了解皮肤组织的内部结构，同时操作还可以在对应的模块进行穿刺操作，从而能更好地了解穿刺的角度及穿刺深度，当操作者发出对应下降语音指令时，对应模块下降，嵌于模型主体100。
需说明的是，本发明的控制器为具有数据处理及控制功能的单片机或者芯片，这种控制器为单片机或者芯片的基本功能，这种功能的单片机或者芯片已经广范应用，如STM32单片机，本领域技术人员应该知晓其中型号的选择和引脚连接，在此不再一一累述。
需要说明的是，本发明的仿真表皮层610、仿真真皮层620、仿真皮下层630和仿真肌肉层640是通过人工合成材料进行仿真，如使用橡胶等分别模拟表皮层、真皮层、皮下层和肌肉层形态、质感或者颜色等特性，而仿真表皮层、仿真真皮层、仿真皮下层和仿真肌肉层广泛应用于医疗教学领域，在此不再一一累述。
该多功能穿刺模型具有多种注射功能及具有皮肤组织模块600，不同注射模块能识别穿刺的深度并进行穿刺结果播报，能提高训练操作者的定位及穿刺角度。同时还能语音控制皮肤组织模块600的升降，从而更直接观地了解皮肤组织。且与实施例1相比，本实施例皮肤组织模块600、皮内注射模块200、皮下注射模块300、肌肉注射模块400或者静脉注射/输液模块500能进行控制升降，从而在操作者练习时，能更直观地观察定位及穿刺角度。
实施例2。
一种多功能穿刺模型,如图4所示，其他特征与实施例1相同，还具有如下特性：皮内注射模块200设置有用于识别皮内穿刺是否成功的第一压力传感器240、用于识别皮内穿刺是否过深的第二压力传感器250、第一仿真表皮层210、第一仿真真皮层220和第一仿真皮下层230，第一仿真表皮层210、第一仿真真皮层220和第一仿真皮下层230依次层叠设置，第一压力传感器240设置于第一仿真表皮层210与第一仿真真皮层220之间，第二压力传感器250设置于第一仿真皮下层230，第一压力传感器240和第二压力传感器250均与控制器的信号输入端电连接。
将针梗的长度定义A，将皮内注射模块的注射点定义为皮内原点，第一压力传感器240、第二压力传感器250与皮内原点三点成一直线，且直线与第一仿真真皮层220成夹角α1，且存在0°＜α1≤10°。
需要说明的是，对于理论上的皮内注射的针梗插入的5°。但在实际操作时皮内注射一般贴着皮肤进针，因为穿刺角度过大时会现皮丘的弊端，因此本实施例的α1具体为小于5°，具体为1°。
皮内注射模块200还设置有用于模拟皮丘鼓起的储液囊260，储液囊260设置于第一仿真表皮层210，储液囊260与皮内注射模块200的注射区域连通。第一仿真表皮层210为可更换仿真表皮层。
本实施例的工作过程如下：操作者在皮内注射模块200进行皮内注射，当使用注射器注射至第一仿真表皮层210与第一仿真真皮层220并进行推液时，第一压力传感器240则识别至第一压力信号，并将第一压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第一压力信号得到第一提示信号，并将第一提示信号发送至扬声器，扬声器发出皮内穿刺成功提示。同时注射注进入储液囊260，储液囊260则膨胀，使第一仿真表皮层210产生皮丘鼓起。
当使用注射器注射至第一仿真皮下层230并进行推液时，第二压力传感器250则识别至第二压力信号，并将第二压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第二压力信号得到第二提示信号，并将第二提示信号发送至扬声器，扬声器发出皮内穿刺过深提示。需说明的是，当皮内注射操作完成后，可以使用注射器将储液囊260的注射液体吸出，也可以直接更换第一仿真表皮层210即可以下次皮内注射操作。
本实施例的多功能穿刺模型具能识别穿刺的深度并进行穿刺结果播报，能提高训练操作者的定位及穿刺角度。
实施例3。
一种多功能穿刺模型,如图5所示，其他特征与实施例1相同，还具有如下特性：皮下注射模块300设置有用于识别皮下穿刺是否过浅的第三压力传感器340、用于识别皮下穿刺是否成功的第四压力传感器350、用于识别皮下穿刺是否过深的第五压力传感器360、第二仿真表皮层310、第二仿真真皮层320和第二仿真皮下层330。
第二仿真表皮层310、第二仿真真皮层320和第二仿真皮下层330依次层叠设置，第三压力传感器340设置有第二仿真表皮层310和第二仿真真皮层320之间，第四压力传感器350设置于第二仿真真皮层320，第五压力传感器360设置于第二仿真皮下层330，第三压力传感器340、第四压力传感器350和第五压力传感器360均与控制器的信号输入端电连接。
将针梗的长度定义A，将皮下注射模块300的注射点定义为皮下原点，第三压力传感器340、第四压力传感器350、第五压力传感器360与皮下原点四点成一直线，且直线与第二仿真真皮层320成夹角α2，且存在30°≤α2≤40°，且第四压力传感器与皮下原点距离为0.5A～0.67A，本实施例的夹角具体这35°，第四压力传感器与皮下原点距离为0.66A。在实际操作中皮下注射所用到的注射器的针梗长度为14mm，因本实施例的第四压力传感器与皮下原点距离为2/3针梗处，也就是说第四压力传感器与皮下原点距离为9.24mm处。
本实施例的工作过程如下：操作者在皮下注射模块300进行皮下注射，当使用注射器注射至第二仿真表皮层310和第二仿真真皮层320之间并进行推液时，第三压力传感器340则识别至第三压力信号，并将第三压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第三压力信号得到第三提示信号，并将第三提示信号发送至扬声器，扬声器发出皮下穿刺过浅提示。
当使用注射器注射至第二仿真真皮层320并进行推液时，第四压力传感器350则识别至第四压力信号，并将第四压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第四压力信号得到第四提示信号，并将第四提示信号发送至扬声器，扬声器发出皮下穿刺成功提示。
当使用注射器注射至第二仿真皮下层330并进行推液时，第五压力传感器360则识别至第五压力信号，并将第五压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第五压力信号得到第五提示信号，并将第五提示信号发送至扬声器，扬声器发出皮下穿刺过深提示。
需说明的是，当皮下注射操作时注射液会从皮下注射模块300底部流出。
需要说明的是，本发明的压力传感器感应已经广泛应用于工业生产中，本领域技术人员应该知晓其中型号的选择和连接，在此不再一一累述。
本实施例的多功能穿刺模型具能识别穿刺的深度并进行穿刺结果播报，能提高训练操作者的定位及穿刺角度。
实施例4。
一种多功能穿刺模型,如图6所示，其他特征与实施例1相同，还具有如下特性：肌肉注射模块400设置有用于识别肌肉穿刺是否过浅的第六压力传感器430、用于识别肌肉穿刺是否成功的第七压力传感器440、第三仿真皮下层410和第三仿真肌肉层420。
第三仿真皮下层410和第三仿真肌肉层420叠设置，第六压力传感器430设置于第三仿真皮下层410，第七压力传感器440设置于第三仿真肌肉层420，第六压力传感器430和第七压力传感器440均与控制器的信号输入端电连接。
将肌肉注射模块400的注射点定义为肌肉原点，第六压力传感器430、第七压力传感器440、肌肉原点成一直线，且直线与第三仿真肌肉层420成夹角α3，且存在87°≤α3≤93°，第六压力传感器430与肌肉原点距离为0.5A～0.67A。本实施例夹角具体为90°，第六压力传感器430与肌肉原点距离具体为0.66A。在实际操作中肌肉注射所用到的注射器的针梗长度为16mm，因本实施例的第六压力传感器430与肌肉原点距离为2/3针梗处，也就是说第六压力传感器430与肌肉原点距离为10.56mm处。
本实施例的工作过程如下：操作者在肌肉注射模块400进行肌肉注射，当使用注射器注射至第三仿真皮下层410并进行推液时，第六压力传感器430则识别至第六压力信号，并将第压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第六压力信号得到第六提示信号，并将第六提示信号发送至扬声器，扬声器发出肌肉穿刺过浅提示。
当使用注射器注射至第三仿真肌肉层420并进行推液时，第七压力传感器440则识别至第七压力信号，并将第七压力信号发送至控制器的信号输入端，控制器根据第七压力信号得到第七提示信号，并将第七提示信号发送至扬声器，扬声器发出肌肉穿刺成功提示。
需说明的是，当肌肉注射操作时注射液会从肌肉注射模块400底部流出。
本实施例的多功能穿刺模型具能识别穿刺的深度并进行穿刺结果播报，能提高训练操作者的定位及穿刺角度。
实施例5。
一种多功能穿刺模型,如图7所示，其他特征与实施例1相同，还具有如下特性：静脉注射/输液模块500设置有模拟血管540、第四仿真表皮层510、第四仿真真皮层520和第四仿真皮下层530，第四仿真表皮层510、第四仿真真皮层520和第四仿真皮下层530依次层叠设置，模拟血管540位于第四仿真真皮层520和第四仿真皮下层530之间。
静脉注射/输液模块500还设置有第八压力传感器550，将静脉注射/输液模块500的注射点定义为静脉原点，第八压力传感器和静脉原点的连线与第四仿真表皮层成夹角α4，存在15°≤α4≤30°，第八压力传感器位于模拟血管内，且第八压力传感器与控制器的信号输入端电连接，
本发明可以为静脉注射/输液模块500还设置有负压模拟血浆泵，负压模拟血浆泵的两端分别与模拟血管540的两端连接；本发明也可以为静脉注射/输液模块500还设置有负压模拟血浆泵和引流袋，负压模拟血浆泵的一端与模拟血管540的一端连接，模拟血管540的另一端与引流袋连接。本实施例使用前者方式。
本发明还设置有用于判断是否存在捆绑止血带操作的止血带检测传感器，止血带检测传感器设置有于静脉注射/输液模块，且止血带检测传感器与静脉原点的距离为6cm～8cm，止血带检测传感器位于近心端，止血带检测传感器与控制器的信号输入端电连接。其中止血带检测传感器为压力传感器。
需说明的是，使用负压模拟血浆泵能够在外接的血浆储存装置时保持与多功能穿刺模型在同一平面，而不需要像现有技术中将血浆储存装置放置高于注射模型，从而节省空间。负压模拟血浆泵的两端分别与模拟血管540的两端连接，也就是说，负压模拟血浆泵与模拟血管540形成一个回路，从而减少模拟血液的使用量。
本实施例的工作过程如下：操作者在静脉注射/输液模块500进行静脉注射/输液时，负压模拟血浆泵在模拟血管540内模拟血液流动，当使用注射器注射至模拟血管540能够模拟进行注射或者输液的压力。
本实施例的多功能穿刺模型具能识别穿刺的深度并进行穿刺结果播报，能提高训练操作者的定位及穿刺角度。
实施例6。
一种多功能穿刺模型,如图8所示，其他特征与实施例1相同，还具有如下特性：模型主体100的形状为手臂，静脉注射/输液模块500位于手臂的一个末端且远离手掌。
本实施例的静脉注射/输液模块500需连接负压模拟血浆泵，因此在手臂的一个末端且远离手掌能够方便设置。
实施例7。
一种多功能穿刺模型,其他特征与实施例1-6相同，还具有如下特性：本发明的还设置有用于判断是否存在消毒操作的消毒检测模块，消毒检测模块与控制器的信号输入端电连接。
消毒检测模块设置有用于检测碘消毒后主体颜色变化的色彩传感器、用于消毒完毕后退色的加热器和用于感应安尔碘的淀粉层，淀粉层设置于皮肤组织模块的外表面，加热器装配于皮肤组织模块，色彩传感器与控制器的信号输入端电连接。
本发明还设置有用于判断进入的液体是否存在空气的空气检测模块，空气检测模块分别设置于皮内注射模块的内部、皮下注射模块的内部、肌肉注射模块的内部和静脉注射/输液模块的内部。其中，空气检测模块为空气传感器。
具体的空气检测模块设置于皮内注射模块的内部、皮下注射模块的内部、肌肉注射模块的内部和静脉注射/输液模块能检测输入注射液位置，如在皮内注射模块中，空气检测模块位于第一仿真表皮层与第一仿真真皮层之间；在皮下注射模块中，空气检测模块位于第二仿真真皮层；在肌肉注射模块中，空气检测模块位于第三仿真肌肉层；在静脉注射/输液模块中，空气检测模块位于模拟血管。
需要说明的，本发明可以使用安尔碘作为消毒剂，当安尔碘接触淀粉层会变色，如淀粉层为直链淀粉层时变蓝色，如支链浓粉层时变红褐色。当加热器加热时后颜色还原，从而能重复利用。本发明在多次使用后还能使用维生素C溶剂对皮肤组织模块的外表面进行清洗。而空气传感器可以为二氧化碳传感器、氮气传感器或者氧气传感器等，用于检测注射液中的空气浓度，当空气浓度大于预置阈值时，则判断为未排气。
需要说明的是，本发明的色彩传感器和空气传感器已经广范应用，本领域技术人员应当知晓色彩传感器和空气传感器的型号选择和连接关系，在此不再一一累述。
与实施例1相比，本实施例的能对检测操作者是否进行了消毒操作和排气操作，从而大大提高多功能穿刺模型的智能化。
实施例8。
一种基于多功能穿刺模型的穿刺方法,使用实施例1-6的多功能穿刺模型，包括步骤有：
步骤一，开启；
步骤二、选择是否升起皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，当是则步骤三，如否则直接进入步骤四；
步骤三、升起对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，并进入步骤四；
步骤四、判断是否下降对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，如果是则进入步骤五，如果否则进入步骤六；
步骤五、对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块下降，并进入步骤六；
步骤六、判断是否进行穿刺，当是则进入步骤七，当否则进入步骤十一、
步骤七、确定皮内注射、皮下注射、肌肉注射或者静脉注射/输液的穿刺类型；
步骤八、消毒操作；
步骤九、穿刺操作；
步骤十、推液操作；
步骤十一、完成。
其中，步骤七包括有：
步骤7.1、判断是否进入静脉注射/输液，当否则进入步骤7.2，当是则进入步骤7.3；
步骤7.2、进入步骤八；
步骤7.3、提示绑上止血带，然后判断止血带位置是否正确，当否则进入步骤7.4，当是则进入步骤7.5；
步骤7.4、提示止血带位置错误返回步骤7.3；
步骤7.5、提示止血带位置正确并进入步骤八。
其中，步骤八包括有：
步骤8.1、提示进行消毒操作
步骤8.2、判断是否完成消毒操作，当否则进入步骤8.3，当是则进入步骤8.4；
步骤8.3、提示消毒错误返回步骤8.1；
步骤8.4、提示消毒成功并进入步骤九。
其中，步骤九包括有：
步骤9.1、提示进行穿刺操作；
步骤9.2、判断穿刺是否正确，当否则进入步骤9.3，当是则进入步骤9.4；
步骤9.3、提示穿刺失败返回步骤9.1；
步骤9.4、提示穿刺成功并进入步骤十。
其中，步骤十包括有：
步骤10.1、提示推液操作；
步骤10.2、判断注射液是否存在空气，当是则进步骤10.3，当否则进入步骤10.4；
步骤10.3、提示注射液存在空气，并返回步骤10.1；
步骤10.4、提示推液正确，并进入步骤10.5；
步骤10.5、判断是否为皮内注射，如否则进入步骤10.6，如是则进入步骤十一；
步骤10.6、提示进入止血操作，然后进入步骤十一。
该基于多功能穿刺模型的穿刺方法,能对进行穿刺结果提示，同时引导操作者依次完成穿刺操作，同时根据穿刺类型控制不同的模块的升降，从而更直接观地了解皮肤组织。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种多功能穿刺模型,其特征在于：设置有模型主体、用于提示注射结果的主控装置、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块，皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块和静脉注射/输液模块分别装配于模型主体，皮内注射模块的信号输出端、皮下注射模块的信号输出端和肌肉注射模块的信号输出端分别与主控装置的信号输入端电连接；
所述皮内注射模块设置有用于识别皮内穿刺是否成功的第一压力传感器、用于识别皮内穿刺是否过深的第二压力传感器，至少还设置有仿真表皮层、仿真真皮层和仿真皮下层，分别定义为第一仿真表皮层、第一仿真真皮层和第一仿真皮下层，第一仿真表皮层、第一仿真真皮层和第一仿真皮下层依次层叠设置，第一压力传感器设置于第一仿真表皮层与第一仿真真皮层之间，第二压力传感器设置于第一仿真皮下层，第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器的信号输入端电连接；
将皮内注射模块的注射点定义为皮内原点，第一压力传感器、第二压力传感器与皮内原点三点成一直线，且直线与第一仿真表皮层成夹角α1，且存在0°＜α1≤10°；
所述皮内注射模块还设置有用于模拟皮丘鼓起的储液囊，储液囊设置于第一仿真表皮层，储液囊与皮内注射模块的注射区域连通；
所述第一仿真表皮层为可更换仿真表皮层。
2.根据权利要求1所述的多功能穿刺模型,其特征在于：还设置有皮肤组织模块，皮肤组织模块活动装配于模型主体；
所述皮肤组织模块设置有仿真表皮层、仿真真皮层、仿真皮下层和仿真肌肉层，仿真表皮层、仿真真皮层、仿真皮下层和仿真肌肉层依次层叠设置。
3.根据权利要求1所述的多功能穿刺模型,其特征在于：所述主控装置设置有用于接收皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块中至少一种升降语音输入信号的麦克风、用于播报穿刺结果的扬声器和控制器，
控制器的信号输入端与麦克风连接，控制器的信号输出端与扬声器和模型主体电连接，皮下注射模块的信号输出端、皮内注射模块的信号输出端和肌肉注射模块的信号输出端均与控制器的信号输入端电连接。
4.根据权利要求2所述的多功能穿刺模型,其特征在于：所述皮下注射模块设置有用于识别皮下穿刺是否过浅的第三压力传感器、用于识别皮下穿刺是否成功的第四压力传感器和用于识别皮下穿刺是否过深的第五压力传感器，至少还设置有仿真表皮层、仿真真皮层和仿真皮下层，分别定义为第二仿真表皮层、第二仿真真皮层和第二仿真皮下层，
第二仿真表皮层、第二仿真真皮层和第二仿真皮下层依次层叠设置，第三压力传感器设置有第二仿真表皮层和第二仿真真皮层之间，第四压力传感器设置于第二仿真真皮层，第五压力传感器设置于第二仿真皮下层，第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器均与控制器的信号输入端电连接；
将针梗的长度定义A，将皮下注射模块的注射点定义为皮下原点，第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感与皮下原点四点成一直线，且直线与第二仿真表皮层成夹角α2，且存在30°≤α2≤40°，且第四压力传感器与皮下原点距离为0.5A～0.67A。
5.根据权利要求2所述的多功能穿刺模型,其特征在于：所述肌肉注射模块设置有用于识别肌肉穿刺是否过浅的第六压力传感器和用于识别肌肉穿刺是否成功的第七压力传感器，至少还设置有仿真皮下层和仿真肌肉层，分别定义为第三仿真皮下层和第三仿真肌肉层，
第三仿真皮下层和第三仿真肌肉层叠设置，第六压力传感器设置于第三仿真皮下层，第七压力传感器设置于第三仿真肌肉层，第六压力传感器和第七压力传感器均与控制器的信号输入端电连接；
将肌肉注射模块的注射点定义为肌肉原点，第六压力传感器、第七压力传感器、肌肉原点成一直线，且直线与第三仿真皮下层成夹角α3，且存在87°≤α3≤93°，第六压力传感器与肌肉原点距离为0.5A～0.67A。
6.根据权利要求2所述的多功能穿刺模型,其特征在于：所述静脉注射/输液模块设置有模拟血管、第四仿真表皮层、第四仿真真皮层和第四仿真皮下层，第四仿真表皮层、第四仿真真皮层和第四仿真皮下层依次层叠设置，模拟血管位于第四仿真真皮层和第四仿真皮下层之间；
所述静脉注射/输液模块还设置有第八压力传感器，将静脉注射/输液模块的注射点定义为静脉原点，第八压力传感器和静脉原点的连线与第四仿真表皮层成夹角α4，存在15°≤α4≤30°，第八压力传感器位于模拟血管内，且第八压力传感器与控制器的信号输入端电连接；
所述静脉注射/输液模块还设置有负压模拟血浆泵，负压模拟血浆泵的两端分别与模拟血管的两端连接；或者
所述静脉注射/输液模块还设置有负压模拟血浆泵和引流袋，负压模拟血浆泵的一端与模拟血管的一端连接，模拟血管的另一端与引流袋连接。
7.根据权利要求2所述的多功能穿刺模型,其特征在于：还设置有用于判断是否存在消毒操作的消毒检测模块，消毒检测模块与控制器的信号输入端电连接，
所述消毒检测模块设置有用于检测碘消毒后主体颜色变化的色彩传感器、用于消毒完毕后退色的加热器和用于感应安尔碘的淀粉层，淀粉层设置于皮肤组织模块的外表面，加热器装配于皮肤组织模块，色彩传感器与控制器的信号输入端电连接；
还设置有用于判断进入的液体是否存在空气的空气检测模块，空气检测模块分别设置于皮内注射模块的内部、皮下注射模块的内部、肌肉注射模块的内部和静脉注射/输液模块的内部，空气检测模块与控制器的信号输入端电连接；
所述空气检测模块为空气传感器；
还设置有用于判断是否存在捆绑止血带操作的止血带检测传感器，止血带检测传感器装配于静脉注射/输液模块，且止血带检测传感器与静脉原点的距离为6cm～8cm，止血带检测传感器位于近心端，止血带检测传感器与控制器的信号输入端电连接；
所述止血带检测传感器为压力传感器。
8.根据权利要求1所述的多功能穿刺模型,其特征在于：所述模型主体设置有多个升降机构，多个升降机构分别对应装配于皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块、静脉注射/输液模块和皮肤组织模块，且升降机构还与控制器的信号输出端电连接；
每个升降机构都设置有电机、传动轮、齿轮和齿条，电机与传动轮传动连接，传动轮和齿轮齿接，齿轮与齿条齿接，电机与控制器的信号输出端电连接；
多个所述齿条分别对应固定装配于皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块、静脉注射/输液模块和皮肤组织模块；
所述模型主体的形状为手臂，静脉注射/输液模块位于手臂的一个末端且远离手掌；
所述主控装置还设置有用于提示播报穿刺结果的指示灯，指示灯与控制器的信号输出端连接。
9.一种基于多功能穿刺模型的穿刺方法，使用如权利要求1至8所述的多功能穿刺模型，其特征在于，包括步骤有：
步骤一，开启；
步骤二、选择是否升起皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，当是则步骤三，如否则直接进入步骤四；
步骤三、升起对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，并进入步骤四；
步骤四、判断是否下降对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块，如果是则进入步骤五，如果否则进入步骤六；
步骤五、对应的皮肤组织模块、皮内注射模块、皮下注射模块、肌肉注射模块或者静脉注射/输液模块下降，并进入步骤六；
步骤六、判断是否进行穿刺，当是则进入步骤七，当否则进入步骤十一、
步骤七、确定皮内注射、皮下注射、肌肉注射或者静脉注射/输液的穿刺类型；
步骤八、消毒操作；
步骤九、穿刺操作；
步骤十、推液操作；
步骤十一、完成；
所述步骤七包括有：
步骤7.1、判断是否进入静脉注射/输液，当否则进入步骤7.2，当是则进入步骤7.3；
步骤7.2、进入步骤八；
步骤7.3、提示绑上止血带，然后判断止血带位置是否正确，当否则进入步骤7.4，当是则进入步骤7.5；
步骤7.4、提示止血带位置错误返回步骤7.3；
步骤7.5、提示止血带位置正确并进入步骤八；
所述步骤八包括有：
步骤8.1、提示进行消毒操作
步骤8.2、判断是否完成消毒操作，当否则进入步骤8.3，当是则进入步骤8.4；
步骤8.3、提示消毒错误返回步骤8.1；
步骤8.4、提示消毒成功并进入步骤九；
所述步骤九包括有：
步骤9.1、提示进行穿刺操作；
步骤9.2、判断穿刺是否正确，当否则进入步骤9.3，当是则进入步骤9.4；
步骤9.3、提示穿刺失败返回步骤9.1；
步骤9.4、提示穿刺成功并进入步骤十；
所述步骤十包括有：
步骤10.1、提示推液操作；
步骤10.2、判断注射液是否存在空气，当是则进步骤10.3，当否则进入步骤10.4；
步骤10.3、提示注射液存在空气，并返回步骤10.1；
步骤10.4、提示推液正确，并进入步骤10.5；
步骤10.5、判断是否为皮内注射，如否则进入步骤10.6，如是则进入步骤十一；
步骤10.6、提示进入止血操作，然后进入步骤十一。
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