CN113724551A - 脉冲可调式tavr手术模拟器 - Google Patents
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Abstract
脉冲可调式TAVR手术模拟器，包括有控制箱；控制箱上设有LCD显示屏，LCD显示屏与控制箱中的控制板相连，控制箱上设有可调流量按钮、可调频率按钮和电源总开关，LCD显示屏、可调流量按钮和可调频率按钮分别与7V电压供电模块、24V电压供电模块、UART接口端相连；电源总开关和总供电模块相连；控制板与潜水泵相连，潜水泵与位于水箱中的仿真血管管路相连；按下LCD显示屏的频率按钮，控制板发信号给潜水泵，潜水泵做出间歇性动作，潜水泵出水的瞬间，从心室穿过主动脉瓣到达升主动脉，主动脉瓣打开，潜水泵吸水的瞬间，心室内压力减小，升主动脉对主动脉瓣造成压力，主动脉瓣关闭，模拟一个完整的心脏周期；具有可靠性强、响应迅速、体积小、易组装的特点。
Description
技术领域
本发明属于TAVR手术模拟器技术领域，特别涉及脉冲可调式TAVR手术模拟器。
背景技术
目前国内使用的仿真TAVR手术模拟器，在提供模拟心脏频率的装置方面，传统的装置对伺服电机的线性度、始动电压有较高要求，成本较高；需要提供活塞运动滑轨，整体体积偏大，运输携带困难；模拟器由多处连接件组成，拆装繁琐，且多处需要考虑密封，容易造成压力不稳定；采用高于36V的人体安全电压，容易发生安全事故等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了脉冲式TAVR手术模拟器，可以用较低的成本实现了可靠性强、响应迅速、体积小、运输携带方便、组装简易、密封稳定特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，包括有控制箱、潜水泵、进水口、出水口、仿真血管管路、水箱；控制箱上设有LCD显示屏，LCD显示屏与控制箱中的控制板相连，控制箱的操作面板上设有可调流量按钮、可调频率按钮和电源总开关，LCD显示屏、可调流量按钮和可调频率按钮分别与控制板的7V电压供电模块、24V电压供电模块、UART接口端相连；控制板通过通讯线与水箱内的潜水泵相连，潜水泵的进水口和出水口均与位于水箱中的仿真血管管路相连通。
所述的控制箱和潜水泵的壳体上均设有U型槽。
所述的控制板为采用基于ARM Cortex-M 内核STM系列的32位的微控制器，其型号为stm32F103，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，工作温度为-40°C~85°C。
所述的潜水泵带有出水口和进水口。
所述的出水口外径为9MM，内径为6.5MM；所述的进水口外径为13.5MM，内径为10MM。
所述的LCD显示屏采用点阵式可触摸材料；LCD显示屏可实现30次/min、65次/min和180次/min的脉冲频率调节。
所述的调速旋钮包括绝缘阻燃层、可变电阻、针脚、塑料旋钮帽，绝缘阻燃层覆在调速旋钮的线路板表面，可变电阻和阵脚通过焊锡固定在线路板铜孔内部，塑料旋钮帽固定在可变电阻长螺杆上。
所述的水箱的材料采用丙烯酸，热型变温度为100℃，比热容为1438J/Kg.K。
所述的电源总开关为16mm、3～220V、防护等级IP66-IK09型。
所述的仿真血管管路的材料为光固化树脂。
本发明的有益效果是：
1）采用嵌入式人机交互通讯方式，这是此TAVR手术模拟器的控制特点，实现了对脉冲动作的迅速、精准控制，缩小了整个模拟器控制系统的体积。另外采用stm32F103控制板，具有可靠性强、耗电耗能少、处理系统强大的特点，频率高达72M，5个USART接口实时传输数据，保证了信号的稳定传递。
2）采用了可控脉冲频率，可以模拟不同的心脏工作状态，比如心衰、心脏正常工作、手术中心脏起搏状态，充分还原真实的场景
3）采用了可控脉冲当量，通过控制流量以及压差的大小，可以模拟同时模拟主动脉瓣关闭不全、钙化狭窄和正常工作三种状态，
4）对于难度比较大的一些病例，例如二叶瓣畸形，这种状况往往伴随着瓣周漏，所以瓣膜精确的选型以及释放位置的定位是手术成功不可缺少的条件，通过在脉冲可调式TAVR手术模拟器中实际模拟可以起到术前指导作用。
5）TAVR手术目前在国内尚未成熟，技术难度比较大，模拟器可以提供完整的手术流程，从入路的建立一直到瓣膜的释放，为医生提供了更多学习和实际操作的机会。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，一种脉冲可调式TAVR手术模拟器，包括有控制箱1、潜水泵2、进水口3、出水口4、仿真血管管路5、水箱6；控制箱上设有LCD显示屏11，LCD显示屏11与控制箱1中的控制板相连，控制箱1的操作面板上设有可调流量按钮8、可调频率按钮7和电源总开关，可调流量按钮8和可调频率按钮7分别与控制板的7V电压供电模块、24V电压供电模块、UART接口端相连；控制板通过通讯线10与水箱6内的潜水泵2相连，潜水泵2的进水口3和出水口4均与位于水箱6中的仿真血管管路5相连通；控制箱1和潜水泵2的壳体上均设有U型槽9，U型槽9用于悬挂在水箱6上。
所述的控制箱内设有控制板，控制箱壳体上设有LCD显示屏、调速旋钮和电源总开关，LCD显示屏、调速旋钮和电源总开关分别与控制板的7V电压供电模块、24V电压供电模块、UART接口端相连；所述的控制板的型号为stm32F103。
所述的进水口3与仿真血管管路5的进水端相连通；所述的出水口4与仿真血管管路5的进口端相连通。
本发明的工作原理是：
按下LCD显示屏的频率按钮，控制板会发出信号给潜水泵，潜水泵2收到指令做出间歇性动作，当潜水泵出水的瞬间，从心室穿过主动脉瓣到达升主动脉，主动脉瓣处于打开的状态，当潜水泵吸水的瞬间时，心室内压力减小，升主动脉对主动脉瓣造成压力，主动脉瓣处于关闭的状态，模拟一个完整的心脏周期。
Claims (10)
1.脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，包括有控制箱（1）、潜水泵（2）、进水口（3）、出水口（4）、仿真血管管路（5）、水箱（6）；控制箱上设有LCD显示屏（11），LCD显示屏（11）与控制箱（1）中的控制板相连，控制箱（1）的操作面板上设有可调流量按钮（8）、可调频率按钮（7）和电源总开关（12），LCD显示屏（11）、可调流量按钮（8）和可调频率按钮（7）分别与控制板的7V电压供电模块、24V电压供电模块、UART接口端相连；控制板通过通讯线（10）与水箱（6）内的潜水泵（2）相连，潜水泵（2）的进水口（3）和出水口（4）均与位于水箱（6）中的仿真血管管路（5）相连通。
2.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的控制箱（1）和潜水泵（2）的壳体上均设有U型槽（9）。
3.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的控制板为采用基于ARM Cortex-M 内核STM系列的32位的微控制器，其型号为stm32F103，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，工作温度为-40°C~85°C。
4.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的潜水泵带有出水口和进水口。
5.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的出水口外径为9MM，内径为6.5MM；所述的进水口外径为13.5MM，内径为10MM。
6.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的LCD显示屏采用点阵式可触摸材料；LCD显示屏可实现30次/min、65次/min和180次/min的脉冲频率调节。
7.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的调速旋钮包括绝缘阻燃层、可变电阻、针脚、塑料旋钮帽，绝缘阻燃层覆在调速旋钮的线路板表面，可变电阻和阵脚通过焊锡固定在线路板铜孔内部，塑料旋钮帽固定在可变电阻长螺杆上。
8.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的水箱的材料采用丙烯酸，热型变温度为100℃，比热容为1438J/Kg.K。
9.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的电源总开关为16mm、3～220V、防护等级IP66-IK09型。
10.根据权利要求1所述的脉冲可调式TAVR手术模拟器，其特征在于，所述的仿真血管管路（5）的材料为光固化树脂。
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