CN112598983B - 一种仿真脊柱及其仿真脊柱内芯及其脊柱穿刺模型 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿真脊柱及其仿真脊柱内芯及其脊柱穿刺模型，该仿真脊柱包括依次排列的多个仿真脊椎骨以及连接相邻两个仿真脊椎骨的仿真椎间盘，其中，仿真脊椎骨由仿真骨性材料且按照人体脊椎骨的比例制成。由仿真骨性材料制成的仿真脊椎骨和人体脊椎骨的结构非常接近，使得各种手术器械能够像处理人体脊椎骨一样对仿真脊椎骨进行切割、电磨以及电切处理，从而能够精确模仿实际手术过程中的操作体验。并且仿真脊椎骨是按照人体脊椎骨的比例制成，使得学员能够像操作人体脊椎骨一样对仿真脊椎骨进行操作，能够进一步精确模仿实际手术过程中的操作体验，从而提高了学员的培训效果，进而有效提高了学员的实践经验。

Description

一种仿真脊柱及其仿真脊柱内芯及其脊柱穿刺模型
技术领域
本发明涉及仿生技术领域，特别涉及一种仿真脊柱及其仿真脊柱内芯及其脊柱穿刺模型。
背景技术
穿刺技术是医学教学的重点，为了提高学员的实践经验，目前通常采用脊柱穿刺模型进行培训。传统的脊柱穿刺模型包括仿真躯体以及设置在仿真驱动内的仿真脊柱，传统的仿真脊柱通常采用塑料制成或者动物脊柱。其中，采用塑料制成的仿真脊柱，由于塑料的硬度较大，导致各种手术器械难以对仿真脊柱进行切割、电磨以及电切处理，因此无法精确模仿实际手术过程中的操作体验。采用动物脊柱的仿真脊柱，由于人体脊柱和动物脊柱的比例不一致，因此也无法精确模仿实际手术过程中的操作体验。可见，传统的仿真脊柱均无法精确模仿实际手术过程中的操作体验，导致学员的培训效果较差，无法有效提高学员的实践经验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种仿真脊柱及其仿真脊柱内芯及其脊柱穿刺模型，旨在解决现有技术中的仿真脊柱均无法精确模仿实际手术过程中的操作体验，导致学员的培训效果较差，无法有效提高学员的实践经验的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种仿真脊柱，包括依次排列的多个仿真脊椎骨以及连接相邻两个所述仿真脊椎骨的仿真椎间盘，其中，所述仿真脊椎骨由仿真骨性材料且按照人体脊椎骨的比例制成。
优选地，所述仿真骨性材料包括动物源性材料、无机材料以及含钙材料中的任一种。
优选地，所述仿真脊柱还包括仿真突出物，所述仿真突出物设置在所述仿真脊椎骨和/或所述仿真椎间盘上。
优选地，所述仿真椎间盘包括仿真纤维环以及设置在所述仿真纤维环内的仿真髓核。
优选地，所述仿真脊柱还包括仿真神经组织，所述仿真神经组织按照人体分布设置在所述仿真脊椎骨上。
优选地，所述仿真脊柱还包括前纵韧带、后纵韧带以及黄韧带，所述前纵韧带、所述后纵韧带以及所述黄韧带分别按照人体分布设置在所述仿真脊椎骨上。
本发明提供的另一技术方案为：
一种仿真脊柱内芯，包括：
包裹层，所述包裹层设有一侧具有开口的限位腔；
如上述仿真脊柱，每个所述仿真脊椎骨和每个所述仿真椎间盘均设置在所述限位腔内，每个所述仿真脊椎骨的外缘均与所述限位腔的内壁相互抵持，以限制每个所述仿真脊椎骨沿所述限位腔的内壁移动；
填充物，所述填充物用于填满所述限位腔。
优选地，所述包裹层由防水材料制成。
本发明提供的又一技术方案为：
一种脊柱穿刺模型，包括仿真躯体以及设置在所述仿真躯体内的上述仿真脊柱内芯。
优选地，所述仿真躯体包括上盖框架、底座、仿真人体组织以及仿真人体皮肤，所述上盖框架可拆卸地安装在所述底座上，所述上盖框架上设有中空槽，所述仿真人体组织设置在所述上盖框架上且遮挡所述中空槽，所述仿真人体皮肤位于所述中空槽内且设置在所述仿真人体组织上，所述仿真人体组织上设有适配所述包裹层的第一容置腔，所述底座上设有适配所述包裹层的第二容置腔，当所述上盖框架安装在所述底座上时，所述第一容置腔和所述第二容置腔共同形成一密封腔，所述包裹层设置在所述密封腔内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
上述仿真脊柱，由仿真骨性材料制成的仿真脊椎骨和人体脊椎骨的结构非常接近，使得各种手术器械能够像处理人体脊椎骨一样对仿真脊椎骨进行切割、电磨以及电切处理，从而能够精确模仿实际手术过程中的操作体验。并且仿真脊椎骨是按照人体脊椎骨的比例制成，使得学员能够像操作人体脊椎骨一样对仿真脊椎骨进行操作，能够进一步精确模仿实际手术过程中的操作体验，从而提高了学员的培训效果，进而有效提高了学员的实践经验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
图1是根据本发明的一个实施例的仿真脊柱的爆炸图；
图2是根据本发明的一个实施例的仿真脊柱的整体图；
图3是根据本发明的一个实施例的仿真椎间盘的爆炸图；
图4是根据本发明的一个实施例的仿真椎间盘的整体图；
图5是根据本发明的一个实施例的仿真脊柱的剖视图；
图6是根据本发明的一个实施例的仿真脊柱内芯的示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的无填充物的仿真脊柱内芯的爆炸图；
图8是根据本发明的一个实施例的脊柱穿刺模型的爆炸图；
图9是根据本发明的一个实施例的脊柱穿刺模型的整体图。
1、脊柱穿刺模型；10、仿真躯体；101、上盖框架；1011、中空槽；102、底座；1021、第二容置腔；103、仿真人体组织；1031、第一容置腔；104、仿真人体皮肤；20、仿真脊柱内芯；201、包裹层；2011、限位腔；202、仿真脊柱；2021、仿真脊椎骨；2022、仿真椎间盘；20221、仿真纤维环；20222、仿真髓核；2023、仿真突出物；2024、仿真神经组织；2025、前纵韧带；2026、后纵韧带；2027、黄韧带；203、填充物。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1-2所示，本实施例提供了一种仿真脊柱202，该仿真脊柱202包括依次排列的多个仿真脊椎骨2021以及连接相邻两个所述仿真脊椎骨2021的仿真椎间盘2022，其中，仿真脊椎骨2021由仿真骨性材料且按照人体脊椎骨的比例制成。
上述仿真脊柱202，由仿真骨性材料制成的仿真脊椎骨2021和人体脊椎骨的结构非常接近，使得各种手术器械能够像处理人体脊椎骨一样对仿真脊椎骨2021进行切割、电磨以及电切处理，从而能够精确模仿实际手术过程中的操作体验。并且仿真脊椎骨2021是按照人体脊椎骨的比例制成，使得学员能够像操作人体脊椎骨一样对仿真脊椎骨2021进行操作，能够进一步精确模仿实际手术过程中的操作体验，从而提高了学员的培训效果，进而有效提高了学员的实践经验。
仿真骨性材料包括动物源性材料、无机材料以及含钙材料中的任一种。在本实施例中，动物源性材料为动物骨头和/或动物外壳粉碎后的粉末。其中，动物骨头为羊骨、猪骨、牛骨或者其他动物骨头；动物外壳为珊瑚外壳或贝壳。无机材料为特殊塑料材质。具体地，将仿真骨性材料通过3D打印或倒模等方法制作仿真脊椎骨2021，通过上述方法制作的仿真脊椎骨2021能够做到与人体脊椎骨的尺寸大小比例几乎一致，使得仿真脊椎骨2021能够高度模拟人体脊椎骨的结构特性，从而提高了仿真脊椎骨2021的真实度。
仿真脊椎骨2021包括按照人体脊椎骨分布设置的仿真椎体、仿真上关节突、仿真下关节突、仿真横突、仿真棘突、仿真推弓根以及仿真推弓板。如此设置，使得仿真脊椎骨2021能够高度模拟人体脊椎骨的结构特性，因而能够提高仿真脊椎骨2021的真实度，从而有效提高学员的实践经验。
所述仿真脊柱202还包括仿真突出物2023，所述仿真突出物2023设置在所述仿真脊椎骨2021和/或所述仿真椎间盘2022上。如此设置，能够真实模拟人体椎间盘突出的切除手术，因而能够高度还原实际的手术过程，从而有效提高学员的实践经验。
所述仿真突出物2023由压缩棉花制成。如此设置，使得仿真突出物2023能够高度模拟人体椎间盘突出的结构特性，因而能够真实模拟手术剪钳的切除效果，从而有效提高学员的培训效果和质量。
仿真突出物2023和仿真椎间盘2022的颜色不同，如此设置，能够进一步提高仿真脊柱202的真实度，从而有效提高学员的培训效果和质量。
如图3-4所示，所述仿真椎间盘2022包括仿真纤维环20221以及设置在所述仿真纤维环20221内的仿真髓核20222。如此设置，使得仿真椎间盘2022能够高度模拟人体椎间盘的结构特性，因而能够提高仿真椎间盘2022的真实度，从而有效提高学员的实践经验。其中，仿真突出物2023设置在仿真纤维环20221和/或仿真髓核20222上。
所述仿真纤维环20221由高密度EVA泡棉制成。如此设置，使得仿真纤维环20221能够高度模拟人体纤维环的结构特性，因而能够提高仿真纤维环20221的真实度，从而有效提高学员的培训效果和质量。
在本实施例中，高密度EVA泡棉的密度为50度-70度。
优选地，高密度EVA泡棉的密度为60度。
所述仿真髓核20222由高密度海绵制成。如此设置，使得仿真髓核20222能够高度模拟人体髓核的结构特性，因而能够提高仿真髓核20222的真实度，从而有效提高学员的培训效果和质量。
在本实施例中，高密度海绵的密度为25度-45度。
优选地，高密度海绵的密度为35度。
仿真纤维环20221和仿真髓核20222的颜色不同。如此设置，能够进一步提高仿真椎间盘2022的真实度，从而有效提高学员的培训效果和质量。
具体地，根据实际人体椎间盘突出脱垂组织的位置，仿真突出物2023分为中央型、旁中央型、外侧型、椎间孔型、游离脱垂型等五种形态，中央型的仿真突出物2023设置在仿真脊柱202的中部，旁中央型的仿真突出物2023设置在仿真纤维环20221和仿真髓核20222之间，椎间孔型的仿真突出物2023设置在仿真脊柱202的椎间孔处，外侧型的仿真突出物2023设置在仿真纤维环20221的内侧和外侧，游离脱垂型的仿真突出物2023设置在仿真脊椎骨2021的后缘处。
如图5所示，所述仿真脊柱202还包括仿真神经组织2024，所述仿真神经组织2024按照人体分布设置在所述仿真脊椎骨2021上。如此设置，不仅能够使学员在切除仿真突出物2023的过程中能够训练避开仿真神经组织2024的操作，因而能够高度还原真实的手术环境，从而有效提高学员的实践经验。而且能够增加模拟手术的种类，从而提高仿真脊柱202的适用性。
所述仿真神经组织2024由硅胶或橡胶材料制成。如此设置，使得仿真神经组织2024能够高度模拟人体神经组织的结构特性，因而能够提高仿真神经组织2024的真实度，从而有效提高学员的培训效果和质量。
所述仿真脊柱202还包括前纵韧带2025、后纵韧带2026以及黄韧带2027，所述前纵韧带2025、所述后纵韧带2026以及所述黄韧带2027分别按照人体分布设置在所述仿真脊椎骨2021上。如此设置，不仅能够使学员在切除仿真突出物2023的过程中能够训练避开前纵韧带2025、后纵韧带2026以及黄韧带2027的操作，因而能够高度还原真实的手术环境，从而有效提高学员的实践经验。而且能够增加模拟手术的种类，从而提高仿真脊柱202的适用性。
穿刺技术是医学教学的重点，为了提高学员的实践经验，目前通常采用脊柱穿刺模型进行培训。传统的脊柱穿刺模型1包括仿真躯体、仿真脊柱以及填充物，仿真躯体内设有容置腔，仿真脊柱悬空设置在容置腔内，填充物用于填充容置腔和所述仿真脊柱之间的空隙。当填充物在填充容置腔的过程中，一旦仿真脊柱发生移动，就无法对填充后的仿真脊柱进行位置调节，导致整个脊柱穿刺模型无法正常使用。
如图6-7所示，本实施例提供了一种仿真脊柱内芯20，该仿真脊柱内芯20包括包裹层201、仿真脊柱202以及填充物203，所述包裹层201设有一侧具有开口的限位腔2011；每个所述仿真脊椎骨2021和每个所述仿真椎间盘2022均设置在所述限位腔2011内，每个所述仿真脊椎骨2021的外缘均与所述限位腔2011的内壁相互抵持，以限制每个所述仿真脊椎骨2021沿所述限位腔2011的内壁移动；所述填充物203用于填满所述限位腔2011。
上述仿真脊柱内芯20，填充物203通过开口进入限位腔2011内，在填充的过程中，由于每个所述仿真脊椎骨2021的外缘均与所述限位腔2011的内壁相互抵持，使得每个仿真脊椎骨2021均无法沿所述限位腔2011的内壁移动，从而使仿真脊柱202在填充的过程中能够始终保持不动。安装仿真脊柱内芯20时，当仿真脊柱202的位置发生偏移时，只需旋转包裹层201，即可对仿真脊柱202的位置进行调节，从而将仿真脊柱202快速调节到预设位置。通过包裹层201能够巧妙地避免因传统工艺而导致一旦仿真脊柱202在填充的过程中发生移动，就无法对填充后的仿真脊柱202进行位置调节的问题，从而提高了脊柱穿刺模型的良品率。通过填充物203填满限位腔2011，使得切割工具能够像切入人体组织一样切入包裹层201内，同时在切割的过程中能够通过清洗工具清洗切除的部分，使得探头能够清晰地观察脊柱内芯20内部的结构，因而能够高度还原实际的手术过程，从而提高学员的培训效果和质量。同时，上述仿真脊柱内芯20的结构设计巧妙，能够高度模拟人体脊柱，并且能够多次使用，降低培训成本的同时，又能够有效提高学员的学习积极性和学习效果。
在本实施例中，所述包裹层201为圆筒形。可以了解，在可选地实施例中，包裹层201并不局限于圆筒形，具体可根据实际需求而定。
所述包裹层201由防水材料制成。如此设置，使得包裹层201能够与真实的人体组织结构高度相似，能够高度还原实际手术过程中的操作体验，从而有效提高学员的实践经验。
在本实施例中，所述包裹层201由EVA海绵材料制成。
在本实施例中，填充物203为聚氨酯泡沫填充物203，聚氨酯泡沫填充物203具有良好的抗冲击能力、耐蠕变、尺寸稳定性好、耐热、吸水率低以及良好的结构稳定性的优点。通过聚氨酯泡沫填充物203填满限位腔2011，使得仿真脊柱内芯20能够高度模拟人体脊柱的结构特性，因而能够高度还原实际手术过程中的操作体验，从而有效提高学员的实践经验。
如图8-9所示，本实施例提供了一种脊柱穿刺模型1，该脊柱穿刺模型1包括仿真躯体10以及设置在所述仿真躯体10内的仿真脊柱内芯20。
具体地，仿真脊柱内芯20可拆卸地设置在仿真躯体10内。如此设置，当仿真脊柱内芯20无法正常使用时，只需更换无法正常使用的仿真脊柱内芯20即可，无需更换整个脊柱穿刺模型1，从而显著降低了培训成本。
所述仿真躯体10包括上盖框架101、底座102、仿真人体组织103以及仿真人体皮肤104，所述上盖框架101可拆卸地安装在所述底座102上，所述上盖框架101上设有中空槽1011，所述仿真人体组织103设置在所述上盖框架101上且遮挡所述中空槽1011，所述仿真人体皮肤104位于所述中空槽1011内且设置在所述仿真人体组织103上，所述仿真人体组织103上设有适配所述包裹层201的第一容置腔1031，所述底座102上设有适配所述包裹层201的第二容置腔1021，当所述上盖框架101安装在所述底座102上时，所述第一容置腔1031和所述第二容置腔1021共同形成一密封腔，所述包裹层201设置在所述密封腔内。
上述脊柱穿刺模型1的结构简单，通过设置仿真人体皮肤104、仿真人体组织103以及仿真脊柱内芯20，使得脊柱穿刺模型1的结构、质感以及医学影像的特质与真实的人体组织结构高度相似，能够高度还原实际手术过程中的操作体验，从而有效提高学员的实践经验。学员通过脊柱穿刺模型1可反复进行穿刺手术训练，从而方便教学。由于脊柱穿刺模型1设计有密封腔，使得脊柱穿刺模型1只能通过X光机观察仿真脊柱内芯20内部的结构(与真实手术一样)，防止学员随意查看仿真脊柱202，因此能够高度还原实际手术过程中的操作体验，从而提高了教学效果和质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种脊柱穿刺模型，其特征在于，包括仿真躯体以及设置在所述仿真躯体内的仿真脊柱内芯；
其中，所述仿真脊柱内芯包括包裹层，所述包裹层设有一侧具有开口的限位腔；
仿真脊柱，所述仿真脊柱包括依次排列的多个仿真脊椎骨以及连接相邻两个所述仿真脊椎骨的仿真椎间盘，每个所述仿真脊椎骨和每个所述仿真椎间盘均设置在所述限位腔内，每个所述仿真脊椎骨的外缘均与所述限位腔的内壁相互抵持，以限制每个所述仿真脊椎骨沿所述限位腔的内壁移动；
填充物，所述填充物用于填满所述限位腔；
其中，所述仿真脊椎骨由仿真骨性材料且按照人体脊椎骨的比例制成。
2.根据权利要求1所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述仿真躯体包括上盖框架、底座、仿真人体组织以及仿真人体皮肤，所述上盖框架可拆卸地安装在所述底座上，所述上盖框架上设有中空槽，所述仿真人体组织设置在所述上盖框架上且遮挡所述中空槽，所述仿真人体皮肤位于所述中空槽内且设置在所述仿真人体组织上，所述仿真人体组织上设有适配所述包裹层的第一容置腔，所述底座上设有适配所述包裹层的第二容置腔，当所述上盖框架安装在所述底座上时，所述第一容置腔和所述第二容置腔共同形成一密封腔，所述包裹层设置在所述密封腔内。
3.根据权利要求1所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述仿真骨性材料包括动物源性材料、无机材料以及含钙材料中的任一种。
4.根据权利要求1所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述仿真脊柱还包括仿真突出物，所述仿真突出物设置在所述仿真脊椎骨和/或所述仿真椎间盘上。
5.根据权利要求1所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述仿真椎间盘包括仿真纤维环以及设置在所述仿真纤维环内的仿真髓核。
6.根据权利要求1所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述仿真脊柱还包括仿真神经组织，所述仿真神经组织按照人体分布设置在所述仿真脊椎骨上。
7.根据权利要求1所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述仿真脊柱还包括前纵韧带、后纵韧带以及黄韧带，所述前纵韧带、所述后纵韧带以及所述黄韧带分别按照人体分布设置在所述仿真脊椎骨上。
8.根据权利要求7所述的脊柱穿刺模型，其特征在于，所述包裹层由防水材料制成。
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