CN113160679B - 一种vv-ecmo穿刺后血流分布效果模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种VV‑ECMO穿刺后血流分布效果模拟系统及方法，模拟系统包括：静脉输入泵、储液池、人体模型底座和设置在人体模型底座上的心肺仿生结构；心肺仿生结构为使用透明材料构成的中空结构，以容纳液体；静脉输入泵，用于向心肺仿生结构泵入无色液体，以模拟人体自身的血液循环；当人工心肺机与各备选穿刺点中的两个目标穿刺点相连时，通过向心肺仿生结构泵入有色液体，形成可观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态。本发明实施例的技术方案创造性的提出了一种可观测VV‑ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，实现对以不同方式进行VV‑ECMO穿刺后的血流分布效果的量化评估。

Description

一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗辅助教学技术领域，尤其涉及一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统和模拟方法。

背景技术

ECMO(Extracorporeal Membrane Oxygenation，体外膜肺氧合)是指将血液由体内引出，经人工氧合器(又称“膜肺”)氧合后，再回输到体内的生命支持技术，属于广义体外生命支持方式的一种。ECMO设备，也可以称为人工心肺机，主要由人工氧合器、驱动泵、人工管路和体内血管插管构成，可全部或部分替代心脏泵血和肺的换气功能，以维持患者全身组织器官氧气供应和血流动力学相对稳定，保证重要器官的循环灌注，为等待器官功能恢复或进一步的治疗赢得时间。

VV-ECMO(静脉-静脉体外膜肺氧合)是ECMO中的一种被广泛使用的体外膜肺氧合方式，主要用于体外呼吸支持，其主要实现是经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入另一静脉。VV-ECMO在患者身上起到的实际换气效果主要受医生穿刺经验的影响。

发明人在实现本发明的过程中发现：现有技术中并未出现能够使得医生量化掌握不同穿刺方式对VV-ECMO穿刺后的实际血流分布效果的影响的VV-ECMO模拟系统。因而，无法避免经验不足的医生在临床工作中出现VV-ECMO穿刺时的穿刺位置或者插管深度的选择不正确的问题，进而会在一定程度上影响VV-ECMO的临床治疗效果。因此，有待提出一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统及方法，实现对以不同方式进行VV-ECMO穿刺后的血流分布效果进行量化评估。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，包括静脉输入泵、储液池、人体模型底座和设置在人体模型底座上的心肺仿生结构；所述心肺仿生结构上设置有两个静脉液体输入口、肺动脉瓣模拟装置和与不同穿刺位置对应的若干个备选穿刺点；

所述静脉输入泵分别与各静脉液体输入口相连，储液池与肺动脉瓣模拟装置相连；心肺仿生结构是由透明材料构成的中空结构，以容纳液体；

静脉输入泵，用于向心肺仿生结构泵入无色液体，以模拟人体自身的血液循环；

其中，当人工心肺机与各备选穿刺点中的两个目标穿刺点相连时，通过向心肺仿生结构泵入有色液体，形成能够观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态。

进一步的，所述心肺仿生结构具体包括：

按照解剖学位置关系相互连接的颈内静脉模型、上腔静脉模型、无名静脉模型、下腔静脉模型、髂静脉模型、股静脉模型、心脏模型以及肺动脉模型；

所述静脉液体输入口包括：设置在颈内静脉模型中的颈内静脉液体输入口，和设置在股静脉模型中的股静脉液体输入口；

其中，在所述颈内静脉模型及股静脉模型中分别设置有多个备选穿刺点，所述肺动脉瓣模拟装置设置在所述肺动脉模型中。

进一步的，在每个备选穿刺点上均设置有防漏结构；

所述防漏结构包括隔离护管以及与所述隔离护管配套设置的封堵头。

进一步的，所述肺动脉瓣模拟装置有单向阀；所述单向阀用于控制泵入至所述心肺仿生结构的液体，单向从所述肺动脉模型中流出至储液池，以模拟肺动脉瓣功能。

进一步的，所述心肺仿生结构内还包括下腔静脉观测区域；

所述下腔静脉观测区域的上部采用柔性薄膜材料构成，或者，所述下腔静脉观测区域内设置有压力传感器；

其中，通过观测所述柔性薄膜材料的凹陷或者膨胀，确定所述下腔静脉观测区域内的压力大小；或者，通过所述压力传感器的输出结果，确定所述下腔静脉观测区域内的压力大小。

进一步的，所述静脉输入泵包括流量调节部件；所述流量调节部件用于调节所述静脉输入泵单位时间内泵入所述心肺仿生结构内的液体流量，以模拟人体的不同血流状态。

进一步的，所述人工心肺机通过第一远端插管和第二远端插管分别与两个目标穿刺点相连；

其中，在所述第一远端插管和所述第二远端插管上设置有刻度值，用于量化在心肺仿生结构上的插管深度。

进一步的，所述模拟系统还包括图像处理装置；所述图像处理装置，用于在通过人工心肺机向心肺仿生结构泵入有色液体时，获取心肺仿生结构中至少一个区域内的图像信息，并根据采集得到的图像信息，获取心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

本发明还提供一种静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟方法，基于VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，包括：

通过调整至少一项控制变量，形成至少一种能够观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态；

针对每一种血液氧合状态，获取心肺仿生结构中下腔静脉观测区域内的压力大小，以及心肺仿生结构内液体的颜色变化情况；

根据所述压力大小以及所述颜色变化情况，量化评估不同控制变量下的血流分布效果；

其中，所述控制变量包括：静脉输入泵的泵入压力、穿刺位置以及插管深度。

进一步的，针对每一种血液氧合状态，获取心肺仿生结构中下腔静脉观测区域内的压力大小，以及心肺仿生结构内液体的颜色变化情况，包括：

针对每一种血液氧合状态，通过下腔静脉观测区域内设置的压力传感器，获取所述下腔静脉观测区域内的压力大小；

通过图像处理装置，获取心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

医生可通过以不同穿刺位置以及插管深度将人工心肺机与本发明模拟系统相连，可以以一种可观测的方式，将以不同方式进行VV-ECMO穿刺后的血液氧合状态进行展示，进而可以量化评估不同穿刺位置或者插管深度下的血流分布效果。本发明实施例的技术方案创造性的提出了一种可以量化评价VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，使得经验不足的医生也能快速、正确的掌握VV-ECMO穿刺时的插管位置和插管深度，从一定程度上提高VV-ECMO的临床治疗效果，提高医生实际VV-ECMO穿刺的成功率。

附图说明

图1是本发明实施例一中的VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统的结构示意图；

图2a是本发明实施例二中的VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统的结构示意图；

图2b是本发明实施例二所适用的一种防漏结构的结构示意图；

图2c是本发明实施例二所适用的一种单向阀的结构示意图；

图2d是本发明实施例二所适用的一种下腔静脉观测区域中的柔性薄膜材料处于凹陷状态时的示意图；

图2e是本发明实施例二所适用的下腔静脉观测区域中的柔性薄膜材料处于膨胀状态时的示意图；

图3是本发明实施例三中的VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟方法的实现流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统的结构示意图。如图1，VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统包括：

静脉输入泵110、储液池120、人体模型底座130和设置在人体模型底座130上的心肺仿生结构140。心肺仿生结构140上设置有两个静脉液体输入口1401、肺动脉瓣模拟装置1402和与不同穿刺位置对应的多个备选穿刺点1403；静脉输入泵110分别与各静脉液体输入口1401相连，储液池120与肺动脉瓣模拟装置1402相连；心肺仿生结构140为使用透明材料构成的中空结构，以容纳液体；静脉输入泵110，用于向心肺仿生结构140泵入无色液体，以模拟人体自身的血液循环。

其中，当人工心肺机与各备选穿刺点中的两个目标穿刺点相连时，通过向心肺仿生结构泵入有色液体，形成可观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态。

可选的，本发明实施例所使用的人工心肺机，以及连接人工心肺机与各目标穿刺点所使用的插管，可以使用现有市面上的ECMO成品设备以及各类插管成品，本实施例对此并不进行限制。

在本实施例中，为了量化衡量VV-ECMO的穿刺后血流分布效果，首先需要搭建用于模拟人体正常血液循环的仿生系统。相应的，可以构建1:1的人体模型底座130，并在该人体模型底座130上设置1:1的心肺仿生结构140，以通过该人体模型底座，较为逼真的观测到人体内部穿刺后的血液氧合状态。

在本实施例的一个可选的实施方案中，心肺仿生结构140具体可以包括：

按照解剖学位置关系互连的颈内静脉模型、上腔静脉模型、无名静脉模型、下腔静脉模型、髂静脉模型、股静脉模型、心脏模型以及肺动脉模型。基于上述设计，该心肺仿生结构140可以用于仿生人体大静脉及右心系统，以使得观察者能够观测出人体内完整的血液氧合状态。

其中，该心肺仿生结构140可以采用透明材料按1：1比例，3D打印得到。具体的，该心肺仿生结构140可以一体成型，也可以由多个不同的静脉模型组装得到，本实施例对此并不进行限制。

在本实施例中，静脉液体输入口1401包括：设置在颈内静脉模型中的颈内静脉液体输入口，和设置在股静脉模型中的股静脉液体输入口。肺动脉瓣模拟装置设置在肺动脉模型中。

相应的，通过将静脉输入泵110的第一泵入口与颈内静脉液体输入口相连，将静脉输入泵110的第二泵入口与股静脉液体输入口相连，并将储液池120与肺动脉瓣模拟装置1402相连，可以将静脉输入泵110内的无色液体经由该心肺仿生结构140，单向的泵入至储液池120内，以模拟人体自身的血液循环状态。

在本实施例的一个可选的实施方式中，在颈内静脉模型中设置有多个备选穿刺点，不同备选穿刺点对应在颈内静脉模型中不同的穿刺位置；在股静脉模型中设置有多个备选穿刺点，不同备选穿刺点对应在股静脉模型中不同的穿刺位置。

其中，通过在颈内静脉模型中选择一个备选穿刺点作为第一目标穿刺点，在股静脉模型中选择一个备选穿刺点作为第二目标穿刺点，并将该第一目标穿刺点和第二目标穿刺点分别与人工心肺机上的两个远端插管相连，可以基于该透明材料形成的心肺仿生结构140，实现对VV-ECMO穿刺后血流分布效果的可视化展示。

其中，人工心肺机通过上述两个远端插管向心肺仿生结构泵入有色液体(例如，红色液体)后，可以形成可观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态。

具体的，观察者可以通过简单观察心肺仿生结构内的液体颜色混合情况的方式，或者通过一些实验仪器量化计算液体颜色混合情况的方式，评估不同穿刺位置，和/或不同插管深度下的实际血流分布效果。

在本实施例的一个可选的实施方式中，在每个备选穿刺位置上可组装一次性穿刺膜。该一次性穿刺膜在人工心肺机上的两个远端插管未插入时，可以保证静脉管路的密封。同时，该一次性穿刺膜当插入远端插管后同样能够保证静脉管路的密封。本领域技术人员可以理解的是，在每次通过模拟系统进行VV-ECMO穿刺演示后，可以相应更换新的一次性穿刺膜。

本发明实施例的技术方案创造性的提出一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，医生通过以不同穿刺位置以及插管深度将人工心肺机与该模拟系统相连，可以以一种可观测的方式，将以不同方式进行VV-ECMO穿刺后的血液氧合状态进行展示，进而可以量化评估不同穿刺位置或者插管深度下的血流分布效果。本发明实施例的技术方案创造性的提出了一种可以量化评价VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，使得经验不足的医生也能快速、正确的掌握VV-ECMO穿刺时的插管位置和插管深度，从一定程度上提高VV-ECMO的临床治疗效果，提高医生实际VV-ECMO穿刺的成功率。

实施例二

图2a为本发明实施例二提供的一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统的结构示意图。如图2a所示，本实施例对心肺仿生结构的具体形态进行了具象化描述，将颈内静脉模型中的各备选穿刺点引出，形成多个颈内静脉插管位置，并将股静脉模型中的各备选穿刺点引出，形成多个股静脉插管位置。

在本实施例的一个可选的实施方式中，可以在每个备选穿刺点上设置有防漏结构。每个防漏结构，对应一个颈内静脉插管位置或者股静脉插管位置。

其中，该防漏结构的作用是：为人工心肺机上的远端插管提供插入至颈内静脉模型或者股静脉模型内的插入通道；在人工心肺机上的远端插管未插入至该插入通道之前，保证整个静脉管路的密封性，并在插入通道插入有人工心肺机上的远端插管时，同样能够保证整个静脉管路的密封性。

在本实施例的一个可选的实施方式中，如图2b所示，防漏结构可以包括：隔离护管210以及与隔离护管210配套设置的封堵头220。

其中，该隔离护管210为中空结构，用于贯穿至颈内静脉模型或者股静脉模型的内部，以形成将远端插管提供插入至颈内静脉模型或者股静脉模型内的插入通道。该隔离护管210的中空尺寸与远端插管的尺寸相适应，以保证远端插管插入时，整个静脉管路处于密封状态。此外，当远端插管未插入时，需要使用封堵头220封堵至隔离护管210的头部，以保证整个静脉管路处于密封状态。

在本实施例的另一个可选的实施方式中，该肺动脉瓣模拟装置为单向阀。其中，单向阀用于控制泵入至心肺仿生结构的液体，单向从肺动脉模型中流出至储液池，以模拟肺动脉瓣功能。

其中，在图2c中示出了一种单向阀的结构示意图，通过使用该单向阀，保证了心肺仿生结构内的液体，仅能单向流至储液池。当然，本领域技术人员可以理解的是，还可以采取其他结构的单向阀实现肺动脉瓣模拟装置的功能，本实施例对此并不进行限制。

在上述各实施例的基础上，心肺仿生结构内有包括：下腔静脉观测区域。其中，该下腔静脉观测区域内的压力大小，是衡量VV-ECMO穿刺后血流分布效果的一项重要指标。一般来说，该下腔静脉观测区域内的压力越大，VV-ECMO穿刺后血流分布效果越好。在临床上，仅能通过B超的方式，确定人体在进行VV-ECMO穿刺后，下腔静脉观测区域内的压力大小。

在本实施例中，为了能够量化的确定下腔静脉观测区域内的压力值，或者可以采集压力可视化的方式构建心肺仿生结构内的下腔静脉观测区域，或者，还可以通过采集下腔静脉观测区域内压力值的方式，直接量化得到下腔静脉观测区域内的压力值。

相应的，在本实施例的一个可选的实施方式中，下腔静脉观测区域的上部可以采用柔性薄膜材料构成。基于此，可以通过观测柔性薄膜材料的凹陷或者膨胀，确定下腔静脉观测区域内的压力大小。

典型的，该下腔静脉观测区域可以为下腔静脉模型中下静脉管腔的前部。在该下腔静脉观测区域的上部，使用3*2cm柔性薄膜材料构成。

其中，图2d是本发明实施例二所适用的一种下腔静脉观测区域中的柔性薄膜材料处于凹陷状态时的示意图；图2e是本发明实施例二所适用的一种下腔静脉观测区域中的柔性薄膜材料处于膨胀状态时的示意图。

如图2d和2e可知，通过观察柔性薄膜材料的凹陷或者膨胀，观察者可以粗略的确定出下腔静脉观测区域内的压力大小。

相应的，在本实施例的另一个可选的实施方式中，下腔静脉观测区域内可以设置有压力传感器；基于此，可以通过压力传感器的输出结果，确定下腔静脉观测区域内的压力大小。

在本可选实施方式中，下腔静脉观测区域仍可以采用普通的透明材料形成，但是，需要在该静脉观测区域设置一个压力传感器。可选的，该压力传感器可以直接输出压力值。此时，观察者通过读出该压力值，可以直接且精准的获知到下腔静脉观测区域内的压力大小。

在本实施例的一个可选的实施方式中，静脉输入泵可以包括流量调节部件。

其中，流量调节部件用于调节静脉输入泵单位时间内泵入心肺仿生结构内的液体流量，也即，静脉输入泵的泵入压力，以模拟人体的不同血流状态。

可选的，通过调节该流量调节部件，能控制该静脉输入泵每分钟泵入4-6L无色液体，上述流量调节方式，可以使得该静脉输入泵对心肺仿生结构产生的压力可在4-20厘米水柱范围内调节。

这样设置的好处是：考虑到人体在处于不同血流状态时，相同的插管深度或者穿刺位置，其实也会出现不同的插管效果。为了能够在临床进行VV-ECMO穿刺时，能够起到最好的血流分布效果，发明人进一步考虑到了人体血流状态这一影响因素，提出在模拟系统中加入流量调节部件，以模拟人体的不同血流状态下，不同插管深度以及不同穿刺位置，对实际插管效果的影响。

在上述各实施例的基础上，人工心肺机通过第一远端插管和第二远端插管分别与两个目标穿刺点相连；

其中，在第一远端插管和第二远端插管上设置有刻度值，刻度值用于量化在心肺仿生结构上的插管深度。

在本实施例中，可以在插入至目标穿刺点的两个远端插管上设置刻度值，以量化插管深度，使得观察者可量化的获知不同插管深度对实际插管效果的影响。

在本实施例的一个可选的实施方式中，系统还可以包括：图像处理装置；

图像处理装置，用于在通过人工心肺机向心肺仿生结构泵入有色液体时，获取心肺仿生结构中至少一个区域内的图像信息，并根据采集得到的图像信息，获取心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

本领域技术人员可以理解的是，由于使用无色液体模拟人体自身的血液循环，而通过人工心肺机泵入有色液体，因此，当完成VV-ECMO后，心肺仿生结构内在的液体颜色越深，说明血氧融合效果越好，VV-ECMO穿刺后血流分布效果越好。相应的，观察者可以通过肉眼观察在不同模拟人体的不同静脉输入泵的泵入压力，不同插管深度以及不同穿刺位置下的液体颜色变化情况，确定相应的血氧融合效果。不过上述肉眼观察的方式，需要一定主观判断，可能会出现判断结果不准确的问题。基于此，本发明实施例使用图像处理装置，量化得到准确的心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

在一个具体的例子中，假设在静脉输入泵的泵入压力为V1、穿刺位置为(X1，Y1)，插管深度为(H1，I1)下，进行VV-ECMO穿刺时，在插管前和插管10分钟时分别使用该图像处理装置(典型的，设定精度的照相机)采集该心肺仿生结构内的图像A1和B1，,通过计算图像A1和B1中每个像素点的像素差值，得到两张图像的像素差值累加值D1；在静脉输入泵的泵入压力为V1、穿刺位置为(X2，Y2)，插管深度为(H2，I2)下，进行VV-ECMO穿刺时，在插管前和插管10分钟时分别使用该图像处理装置采集该心肺仿生结构内的图像A2和B2，通过计算图像A2和B2中每个像素点的像素差值，得到两张图像的像素差值累加值D2，如果计算得到D1大于D2，则说明在静脉输入泵的泵入压力为V1是，穿刺位置为(X1，Y1)，插管深度为(H1，I1)的血流分布效果，优于穿刺位置为(X2，Y2)，插管深度为(H2，I2)的血流分布效果。

本发明实施例的技术方案创造性的提出一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，医生通过以不同穿刺位置以及插管深度将人工心肺机与该模拟系统相连，可以以一种可观测的方式，将以不同方式进行VV-ECMO穿刺后的血液氧合状态进行展示，进而可以量化评估不同穿刺位置或者插管深度下的血流分布效果。本发明实施例的技术方案创造性的提出了一种可以量化评价VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，使得经验不足的医生也能快速、正确的掌握VV-ECMO穿刺时的插管位置和插管深度，从一定程度上提高VV-ECMO的临床治疗效果，提高医生实际VV-ECMO穿刺的成功率。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟方法的实现流程图。如图3所示，本发明实施例的方法，具体包括如下步骤：

S310、采用如本发明实施例VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，通过调整至少一项控制变量，形成至少一种可观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态。

在本实施例中，以使用一次性穿刺保证静脉管路的密封为例，首先，将一次性穿刺膜固定在股静脉及颈内静脉插管处，之后，将静脉输入泵连接水源，并调节压力，使VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统内产生自股静脉、颈内静脉向肺动脉流动的水流，水流速度为4-6L/分钟。

之后，可以分别在上腔静脉模型及股静脉模型中一次性穿刺膜上进行插管操作，以演示插管方法，组装预充ECMO(人工心肺机)后，将上腔静脉插管及股静脉插管连接ECMO管路，形成VV-ECMO循环。将ECMO管路内匀速注入有色液体，模拟高浓度氧合血液。最后通过量化静脉系统、右心及肺动脉液体颜色，可以了解血液分布及氧合效果。最后，分别更换穿刺位置及插管深度，观察静脉系统、右心及肺动脉液体颜色以了解血液分布及氧合效果。此外，通过调节静脉输入泵的泵入压力，量化获取下腔静脉观测区域内的压力变化以及ECMO流量变化，观察静脉系统、右心及肺动脉液体颜色以了解血液分布及氧合效果。

相应的，控制变量包括下述至少一项：静脉输入泵的泵入压力、穿刺位置以及插管深度。

S320、针对每一种血液氧合状态，获取心肺仿生结构中下腔静脉观测区域内的压力大小，以及心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

在本实施例的一个可选的实施方式中，针对每一种血液氧合状态，获取心肺仿生结构中下腔静脉观测区域内的压力大小，以及心肺仿生结构内液体的颜色变化情况可以包括：

针对每一种血液氧合状态，通过下腔静脉观测区域内设置的压力传感器，获取下腔静脉观测区域内的压力大小；

通过图像处理装置，获取心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

S330、根据压力大小以及颜色变化情况，量化评估不同控制变量下的血流分布效果。

本发明实施例的技术方案创造性的提出一种VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，医生通过以不同穿刺位置以及插管深度将人工心肺机与该模拟系统相连，可以以一种可观测的方式，将以不同方式进行VV-ECMO穿刺后的血液氧合状态进行展示，进而可以量化评估不同穿刺位置或者插管深度下的血流分布效果。本发明实施例的技术方案创造性的提出了一种可以量化评价VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，使得经验不足的医生也能快速、正确的掌握VV-ECMO穿刺时的插管位置和插管深度，从一定程度上提高VV-ECMO的临床治疗效果，提高医生实际VV-ECMO穿刺的成功率。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，其特征在于，包括静脉输入泵、储液池、人体模型底座和设置在人体模型底座上的心肺仿生结构；所述心肺仿生结构上设置有两个静脉液体输入口、肺动脉瓣模拟装置和与不同穿刺位置对应的若干个备选穿刺点；

所述静脉输入泵分别与各静脉液体输入口相连，储液池与肺动脉瓣模拟装置相连；心肺仿生结构是由透明材料构成的中空结构，以容纳液体；

静脉输入泵，用于向心肺仿生结构泵入无色液体，以模拟人体自身的血液循环；

其中，当人工心肺机与各备选穿刺点中的两个目标穿刺点相连时，通过向心肺仿生结构泵入有色液体，形成能够观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态；

所述心肺仿生结构内还包括下腔静脉观测区域；

所述下腔静脉观测区域的上部采用柔性薄膜材料构成，或者，所述下腔静脉观测区域内设置有压力传感器；

其中，通过观测所述柔性薄膜材料的凹陷或者膨胀，确定所述下腔静脉观测区域内的压力大小；或者，通过所述压力传感器的输出结果，确定所述下腔静脉观测区域内的压力大小；

所述人工心肺机通过第一远端插管和第二远端插管分别与两个目标穿刺点相连；

其中，在所述第一远端插管和所述第二远端插管上设置有刻度值，用于量化在心肺仿生结构上的插管深度；

所述模拟系统还包括图像处理装置；所述图像处理装置，用于在通过人工心肺机向心肺仿生结构泵入有色液体时，获取心肺仿生结构中至少一个区域内的图像信息，并根据采集得到的图像信息，获取心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

2.根据权利要求1所述静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，其特征在于，所述心肺仿生结构具体包括：

按照解剖学位置关系相互连接的颈内静脉模型、上腔静脉模型、无名静脉模型、下腔静脉模型、髂静脉模型、股静脉模型、心脏模型以及肺动脉模型；

所述静脉液体输入口包括：设置在颈内静脉模型中的颈内静脉液体输入口，和设置在股静脉模型中的股静脉液体输入口；

其中，在所述颈内静脉模型及股静脉模型中分别设置有多个备选穿刺点，所述肺动脉瓣模拟装置设置在所述肺动脉模型中。

3.根据权利要求1所述静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，其特征在于，在每个备选穿刺点上均设置有防漏结构；

所述防漏结构包括隔离护管以及与所述隔离护管配套设置的封堵头。

4.根据权利要求1或2所述静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，其特征在于，所述肺动脉瓣模拟装置有单向阀；所述单向阀用于控制泵入至所述心肺仿生结构的液体，单向从所述肺动脉模型中流出至储液池，以模拟肺动脉瓣功能。

5.根据权利要求1所述静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，其特征在于，所述静脉输入泵包括流量调节部件；所述流量调节部件用于调节所述静脉输入泵单位时间内泵入所述心肺仿生结构内的液体流量，以模拟人体的不同血流状态。

6.一种静脉-静脉体外膜肺氧合VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟方法，其特征在于，基于所述VV-ECMO穿刺后血流分布效果的模拟系统，包括：

通过调整控制变量，形成至少一种能够观测的体外膜肺氧合后的血液氧合状态；

针对每一种血液氧合状态，获取心肺仿生结构中下腔静脉观测区域内的压力大小，以及心肺仿生结构内液体的颜色变化情况；

根据所述压力大小以及所述颜色变化情况，量化评估不同控制变量下的血流分布效果；

其中，所述控制变量包括：静脉输入泵的泵入压力、穿刺位置以及插管深度；

针对每一种血液氧合状态，获取心肺仿生结构中下腔静脉观测区域内的压力大小，以及心肺仿生结构内液体的颜色变化情况，包括：

针对每一种血液氧合状态，通过下腔静脉观测区域内设置的压力传感器，获取所述下腔静脉观测区域内的压力大小；

通过图像处理装置，获取心肺仿生结构内液体的颜色变化情况。

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