CN113409665A - 一种脑室穿刺模型 - Google Patents

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杨贺珍
曹杰
毛蒙
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Abstract

一种脑室穿刺模型，属于医学教学仪器领域，其特征在于：包括颅骨模型、大脑模型和血栓模型；颅骨从颞部分开为上颅骨结构和下颅骨结构；上颅骨结构和下颅骨结构之间设置有可拆构件；颅骨的上颅骨结构顶部左右侧各设置一个孔；大脑模型包括左右侧脑室模型和第三脑室模型；第三脑室模型设置于前述左右侧脑室模型内；大脑模型的表面设置有沟回；大脑模型的内部设置有脉络丛；采用特定的水凝胶材料，触感仿真；包括颅内高压状态的左右侧脑室、第三脑室等关键脑部结构，含有大脑沟回、脉络丛等重要脑部特征；通过辅助固定装置、大脑沟回位置的设计，能多次重复用于第三脑室造瘘术、脑血肿抽吸术等脑部穿刺手术，可大幅提升教学实验效果。

Description

一种脑室穿刺模型
技术领域
本发明属于医学教学仪器领域，尤其涉及一种脑室穿刺模型。
背景技术
脑积水、脑出血是常见的神经外科疾病。脑积水可分为先天性和获得性，患者神经功能障碍与脑积水严重程度成正相关，故及时、选择合适的治疗方式十分重要。早期手术可预防或减轻急性脑积水的发生、减轻因脑室扩大和脑血管痉挛所致的继发性脑损伤，保护脑组织免遭继发性损伤对减少死亡率和病残率是至关重要的。
脑室穿刺术是神经外科中一项重要的诊断、治疗技术，在神经内外科中应用十分广泛。常规的脑穿刺选择固定的穿点，以体表标志引导穿刺方向进行盲穿，对穿刺方向和深度要求非常高。穿刺操作不熟练或不准确，容易出现很多的风险。目前，在教学领域现有的脑室穿刺模型内部多为简化结构，无大脑实质和脑室真实形态，且一般整体多为硬质或其他软质材料，仿真度不高，教学效果有待进一步提升。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种适用于教学领域的脑室穿刺模型。
本发明所述脑室穿刺模型，包括颅骨模型、大脑模型和血栓模型；所述颅骨由硬质材料制成；所述颅骨从颞部分开为上颅骨结构和下颅骨结构；所述上颅骨结构和下颅骨结构之间设置有可拆构件；所述颅骨的上颅骨结构顶部左右侧冠状缝前1-2cm中线旁边开2-3cm各设置一个直径为1.5cm的孔；所述颅骨的左右两侧颞部均设置有一个3*3厘米的开口；所述大脑模型由水凝胶制成；所述大脑模型为中空设置；所述大脑模型包括左右侧脑室模型和第三脑室模型；所述第三脑室模型设置于前述左右侧脑室模型内；所述大脑模型的表面设置有沟回；所述大脑模型的内部设置有脉络丛；所述大脑模型的表面双侧颞部区域设置有与血栓模型形状相对应的凹槽；所述大脑模型内注射有脑脊液；所述血栓模型由水凝胶制成；前述大脑模型设置于前述颅骨内；所述血栓模型设置于前述凹槽内。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述左侧脑室模型和右侧脑室模型的外表面均设置有沟回；所述沟回的深度为15-50mm，宽度为1-1.5mm。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述左侧脑室模型、右侧脑室模型和第三脑室模型的脑室内均设置有脉络丛；所述脉络丛自左右侧脑室中央部向下延伸至第三脑室模型内。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述第三脑室模型的底部设置有辅助固定装置。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述血栓模型包括四种状态，分别为液态、半流动态、半凝固态和固态。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述左右侧脑室模型和第三脑室模型均为肿胀脑室；所述肿胀脑室与正常脑室相比较整体向外肿胀3-5mm。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述水凝胶的拉伸强度为0.5-5MPa；邵氏A硬度为1.2-1.5度；穿刺力为0.05-0.15kN/m。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述水凝胶为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚胺、明胶、大豆蛋白、卡拉胶中的一种或几种混合所形成的水凝胶复合物。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述水凝胶复合物的溶质含量为5-25wt%；所述溶质含量中蛋白类溶质含量占所有溶质成分的50-100%。
进一步，本发明所述脑室穿刺模型，所述水凝胶复合物还包括添加剂；所述添加剂为硅胶乳液、甘油、滑石粉、纳米氧化铝中的一种或几种；所述硅胶乳液和甘油的含量不高于最终模型重量的10%；所述滑石粉、纳米氧化铝的添加量不高于2%。
本发明所述脑室穿刺模型，采用特定的水凝胶材料，触感仿真；大脑结构真实，包括颅内高压状态的左右侧脑室、第三脑室等关键脑部结构，含有大脑沟回、脉络丛等重要脑部特征；通过辅助固定装置、大脑沟回位置的设计，能多次重复用于第三脑室造瘘术、脑血肿抽吸术等脑部穿刺手术，可大幅提升教学实验效果。
附图说明
图1为本发明实施例所述颅骨模型结构图；
图2为本发明实施例所述大脑模型结构图；
图3为本发明实施例所述第三脑室模型结构示意图；
其中1-上颅骨结构、2-下颅骨结构、3-孔、4-开口、5-大脑模型、6-沟回、7-第三脑室模型、8-辅助固定装置、9-凹槽。
具体实施方式
下面通过附图及实施例对本发明所述脑室穿刺模型进行详细说明。
本公开实施例所述脑室穿刺模型包括颅骨模型、大脑模型5、辅助固定装置8和血栓模型。如图1所示，所述颅骨从颞部分开为上颅骨结构1和下颅骨结构2；所述上颅骨结构1和下颅骨结构2之间设置有可拆构件；所述大脑模型5由水凝胶制成；所述大脑模型5为中空设置；所述大脑模型5包括左右侧脑室模型和第三脑室模型7；所述第三脑室模型7设置于前述左右侧脑室模型内；如图2所示，所述大脑模型5的表面设置有沟回6；所述大脑模型5的内部设置有脉络丛；所述大脑模型5的表面双侧颞部区域设置有与血栓模型形状相对应的凹槽9；所述大脑模型5内注射有脑脊液；所述血栓模型由水凝胶制成；前述大脑模型5设置于前述颅骨内；所述血栓模型设置于前述凹槽9内。
在本公开实例中，所述大脑穿刺模型中的颅骨为硬质光敏树脂材料3D打印而成。颅骨模型为从颞部切开的上下两半结构，所述上颅骨结构1和下颅骨结构2之间设置有可拆构件，在本公开实施例中上下两半结构之间通过卡扣连接，实现组装拆卸。颅骨模型的头顶部左右侧冠状缝前1cm中线旁边开2cm各有一个直径为1.5cm的孔3，用于第三脑室造瘘术操作入口；颅骨模型上左右侧颞部各有一个3*3厘米的开口4，用于脑血栓抽吸术操作入口。
在本公开实施例中，大脑模型5采用水凝胶材质制成；水凝胶的拉伸强度在0.512MPa，邵氏硬度在34度，用邵氏HOO硬度计测试值。穿刺力为0.19N。所述水凝胶复合物为聚乙烯醇和明胶的混合物，所述水凝胶复合物中溶质含量为10wt%。
所述水凝胶复合物还包括添加剂，所述添加剂为甘油、滑石粉、纳米氧化铝等3种，所述甘油的含量不高于最终模型重量的10%，滑石粉、纳米氧化铝等无机纳米颗粒添加量不高于2%。
在本公开实施例中，所述左右侧脑室为肿胀的脑室结构，与正常脑室相比，整体向外肿胀3mm。所述第三脑室为肿胀的脑室结构，与正常脑室结构相比，整体向外肿胀4mm，底部为开放结构，无双侧乳头体及漏斗隐窝等结构。
在本公开实施例中，大脑模型5表面的沟回6深度最浅处为15mm最深处50mm，宽度最窄处1最宽处1.5mm；大脑表面双侧颞部区域凹槽9结构，用于脑取栓手术中放置血栓模型。
所述脉络丛结构处于左右双侧脑室与第三脑室中，自侧脑室中央部向下延伸至第三脑室内。
在本公开实施例中，如图3所示所述辅助固定装置8为第三脑室底部的硬质材料打印的装置，其上安装封口膜，并与第三脑室底部过盈配合密封，用于模拟第三脑室底膜，用于第三脑室造瘘术造瘘操作。
大脑穿刺模型中血栓模型采用水凝胶材质；所述血栓模型包含4种状态，分别为液态、半流动态、半凝固态和固态。在具体应用中可根据实际需求选取合适的血栓模型安装于前述凹槽9内。
在进行模拟教学使用或演示时，可通过注射器将脑脊液等液体注入脑室中，并产生一定的脑室压，用于模拟颅内高压状态。

Claims (10)

1.一种脑室穿刺模型，其特征在于：包括颅骨模型、大脑模型（5）和血栓模型；所述颅骨由硬质材料制成；所述颅骨从颞部分开为上颅骨结构（1）和下颅骨结构（2）；所述上颅骨结构（1）和下颅骨结构（2）之间设置有可拆构件；所述颅骨的上颅骨结构（1）顶部左右侧冠状缝前1-2cm中线旁边开2-3cm各设置一个直径为1.5cm的孔（3）；所述颅骨的左右两侧颞部均设置有一个3*3厘米的开口（4）；所述大脑模型（5）由水凝胶制成；所述大脑模型（5）为中空设置；所述大脑模型（5）包括左右侧脑室模型和第三脑室模型（7）；所述第三脑室模型（7）设置于前述左右侧脑室模型内；所述大脑模型（5）的表面设置有沟回（6）；所述大脑模型（5）的内部设置有脉络丛；所述大脑模型（5）的表面双侧颞部区域设置有与血栓模型形状相对应的凹槽（9）；所述大脑模型（5）内注射有脑脊液；所述血栓模型由水凝胶制成；前述大脑模型（5）设置于前述颅骨内；所述血栓模型设置于前述凹槽（9）内。
2.根据权利要求1所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述左侧脑室模型和右侧脑室模型的外表面均设置有沟回（6）；所述沟回（6）的深度为15-50mm，宽度为1-1.5mm。
3.根据权利要求2所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述左侧脑室模型、右侧脑室模型和第三脑室模型（7）的脑室内均设置有脉络丛；所述脉络丛自左右侧脑室中央部向下延伸至第三脑室模型（7）内。
4.根据权利要求3所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述第三脑室模型（7）的底部设置有辅助固定装置（8）。
5.根据权利要求4所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述血栓模型包括四种状态，分别为液态、半流动态、半凝固态和固态。
6.根据权利要求5所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述左右侧脑室模型和第三脑室模型（7）均为肿胀脑室；所述肿胀脑室与正常脑室相比较整体向外肿胀3-5mm。
7.根据权利要求6所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述水凝胶的拉伸强度为0.5-5MPa；邵氏A硬度为1.2-1.5度；穿刺力为0.05-0.15kN/m。
8.根据权利要求7所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述水凝胶为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚胺、明胶、大豆蛋白、卡拉胶中的一种或几种混合所形成的水凝胶复合物。
9.根据权利要求8所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述水凝胶复合物的溶质含量为5-25wt%；所述溶质含量中蛋白类溶质含量占所有溶质成分的50-100%。
10.根据权利要求9所述脑室穿刺模型，其特征在于：所述水凝胶复合物还包括添加剂；所述添加剂为硅胶乳液、甘油、滑石粉、纳米氧化铝中的一种或几种；所述硅胶乳液和甘油的含量不高于最终模型重量的10%；所述滑石粉、纳米氧化铝的添加量不高于2%。
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