CN114333531B - 一种便于排气的ecmo仿真实训人体模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，包括模型主体及设置于模型主体上的仿心脏容器，仿心脏容器上设置有主静脉管和主动脉管，主静脉管连接有静脉支管，静脉支管可拆卸地连接有静脉插针管，主动脉管连接有颈动脉管，颈动脉管的上端可拆卸地连接有第一动脉插针管，第一动脉插针管上端连接有与其导通的排气筒，排气筒的上端具有排气孔，排气筒内设置有可漂浮在水面上的漂浮块，排气筒的下端设有与第一动脉插针管连通的进气孔，漂浮块和排气筒之间设置有能够在漂浮块处于漂浮状态时将排气孔封闭的密封结构。该人体模型可应用于ECMO仿真实训，且便于在仿真实训中将液体通道中的空气排出。

Description

一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型

技术领域

本发明涉及ECMO仿真实训技术领域，尤其涉及一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型。

背景技术

体外膜氧合（英语：Extra-corporeal Membrane Oxygenation，缩写：ECMO）是一种医疗急救设备，用以在心肺手术时为患者进行体外的呼吸与循环，可应用于对患有新冠肺炎等严重传染病的病人进行治疗，也可应用于重度心肺衰竭、心脏移植等手术中。除了能暂时替代患者的心肺功能，减轻患者心肺负担之外，也能为医疗人员争取更多救治时间。

ECMO的原理是将体内的静脉血引出体外，经过特殊材质人工心肺旁路氧合后注入病人动脉或静脉系统，起到部分心肺替代作用，维持人体脏器组织氧合血供。ECMO运转时，血液从静脉引出，通过膜肺吸收氧，排出二氧化碳。当患者的肺功能严重受损，经常规治疗无效时，ECMO可以承担气体交换任务，使肺处于休息状态，为患者的康复争取宝贵时间。同样当患者的心功能严重受损时，血泵可以代替心脏泵血功能，维持血液循环。

随着科学技术的发展以及新冠病毒的蔓延，ECMO的使用频率越来越多，而医生在平时的训练中，缺少关于ECMO在临床上的模拟训练，很多实习医生第一次操作就都直接上手对病人进行手术，容易因操作不当而导致治疗效果不佳，甚至对病人造成伤害。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于ECMO仿真实训的、便于在仿真实训中将液体通道中的空气排出的人体模型。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，包括模型主体及设置于所述模型主体上的仿心脏容器，所述仿心脏容器上设置有主静脉管和主动脉管，所述主静脉管连接有静脉支管，所述静脉支管可拆卸地连接有静脉插针管，所述主动脉管连接有颈动脉管，所述颈动脉管的上端可拆卸地连接有第一动脉插针管，所述第一动脉插针管上端连接有与其导通的排气筒，所述排气筒的上端具有排气孔，所述排气筒内设置有可漂浮在水面上的漂浮块，所述排气筒的下端设有与所述第一动脉插针管连通的进气孔，所述排气筒和漂浮块的底面之间设置有能够将所述进气孔和排气孔导通的导气通道，所述漂浮块和排气筒之间设置有能够在漂浮块处于漂浮状态时将所述排气孔封闭的密封结构。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述漂浮块和/或排气筒上设置有能够指示所述漂浮块是否处于漂浮状态的指示装置。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述排气筒的内侧底面上设置有能够支撑所述漂浮块的支撑件，所述的导气通道包括所述漂浮块的底面和排气筒的内侧底面之间的空间以及设置于所述漂浮块的外侧壁上的导气槽。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述漂浮块的顶部设置有圆锥台，所述排气孔的内侧壁上具有与所述圆锥台配合的圆锥面，所述的密封结构包括设置于所述圆锥台的外侧壁上的密封槽以及设置于所述密封槽中的第二密封圈。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述的指示装置包括设置于所述圆锥台上的并收容于所述排气筒内的竖杆，所述漂浮块处于漂浮状态时使所述竖杆的上端部从所述排气孔的上端口伸出。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述的排气筒上还设置有能将所述竖杆锁定以使所述第二密封圈压紧于所述圆锥面的锁定装置。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述的锁定装置包括能够与所述竖杆的上端螺纹连接的连接块、以及能够沿着排气筒的径向移动并卡在连接块和排气筒的上端面之间的推顶卡块，所述推顶卡块上设置有能够驱动所述连接块向上移动的顶推斜面。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述的推顶卡块的底部设置有与能够与所述推顶卡块的顶推斜面抵接的圆锥底面，所述排气筒的上端面设置有螺钉安装台，所述螺钉安装台上设置有横向螺孔，所述横向螺孔处安装有推顶螺钉，所述推顶螺钉的尖端与所述推顶卡块抵接并可推顶所述推顶卡块朝着所述排气孔的上端口移动。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述静脉支管包括设置于模型主体上的股静脉管和颈静脉管，所述股静脉管的上端、颈静脉管的下端以及主静脉管通过三通阀连接，所述静脉插针管包括可拆卸地连接于所述颈静脉管上端的第一静脉插针管及可拆卸地连接于所述股静脉管上端的第二静脉插针管。

作为上述技术方案的进一步优化方案，所述的排气筒的位置高于所述第一静脉插针管上端的位置。

本发明的有益效果是：

第一、本发明应用于ECMO仿真实训时，学员需要将用于向人体模型中注入液体的针头扎在一条静脉插针管上，将用于将人体模型中的液体抽出的针头扎在第一动脉插针管，完成ECMO的动脉、静脉置管操作。置管操作完成后，开启ECMO主机模拟上机过程，外部的液体注入人体模型后再抽出，经由人体模型之外的回路再注入人体模型，循环完成后下机，将静脉管和动脉管上的针头拔出，经过这样的实训，能够让学员熟练掌握ECMO的动脉、静脉置管操作，同时能够熟悉ECMO上机和下机等操作过程。

第二、向人体模型中注入液体的过程中，管道、仿心脏容器中的空气能够自动地从排气筒排出，排气筒中的液体达到一定的量时，漂浮块会浮起，将排气孔封闭，实现自动排气。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明使用状态的结构示意图；

图3是快速锁扣组件处于解锁状态时接头装置的结构示意图；

图4是快速锁扣组件处于锁紧状态时接头装置的结构示意图；

图5是排气筒第一种工作状态的剖视图；

图6是排气筒第二种工作状态的剖视图；

图7是排气筒第三种工作状态的剖视图；

图8是漂浮块的仰视图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明，本发明中所有方向性指示(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“优选”、“次优选”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“优选”、“次优选”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

参照图1至图8，本发明提出了一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，包括模型主体1及设置于模型主体1上的仿心脏容器2，仿心脏容器2上设置有主静脉管21和主动脉管22，主静脉管21和主动脉管22通过仿心脏容器2连通。模型主体1上设置有股静脉管12、股动脉管14、颈静脉管11以及颈动脉管13，股静脉管12的上端、颈静脉管11的下端以及主静脉管21通过三通阀3连接，股动脉管14的上端、颈动脉管13的下端以及主动脉管22通过三通阀3连接。

颈静脉管11的上端可拆卸地连接有第一静脉插针管41，股静脉管12的下端可拆卸地连接有第二静脉插针管42，颈动脉管13的上端可拆卸地连接有第一动脉插针管43，股动脉管14的下端可拆卸地连接有第二动脉插针管44。

第一静脉插针管41、第二静脉插针管42、第一动脉插针管43或第二动脉插针管44均采用不易扎烂的橡胶材料制成，可承受数十次的扎针置管操作。两个三通阀3可采用电磁阀，也可采用手动阀，若采用手动阀，阀门的开关则应外露。

本发明应用于ECMO仿真实训时，学员需要将用于向人体模型中注入液体的针头扎在第一静脉插针管41或第二静脉插针管42，将用于将人体模型中的液体抽出的针头扎在第一动脉插针管43或第二动脉插针管44，完成ECMO的动脉、静脉置管操作。置管操作完成后，开启ECMO主机91模拟上机过程，外部的液体注入人体模型后再抽出，经由人体模型之外的回路再注入人体模型，循环完成后下机，将静脉管和动脉管上的针头拔出，经过这样的实训，能够让学员熟练掌握ECMO的动脉、静脉置管操作，同时能够熟悉ECMO上机和下机等操作过程。

静脉置管的过程中，若要模拟颈静脉置管，则需通过三通阀3将颈静脉管11和主静脉管21连通，同时将股静脉管12关闭；若要模拟股静脉置管，则需通过三通阀3将股静脉管12和主静脉管21连通，同时将股静脉管12关闭。动脉置管的过程中，若要模拟颈动脉置管，则需通过三通阀3将颈动脉管13和主动脉管22连通，同时将股动脉管14关闭；若要模拟股动脉置管，则需通过三通阀3将股动脉管14和主动脉管22连通，同时将股动脉管14关闭。

上述的人体模型进行多次模拟实训后，第一静脉插针管41、第二静脉插针管42、第一动脉插针管43或第二动脉插针管44也都存在被扎烂的风险。而将第一静脉插针管41、第二静脉插针管42、第一动脉插针管43或第二动脉插针管44均设置为可拆卸的，则方便拆卸对应的插针管进行更换。

进一步地，颈静脉管11和第一静脉插针管41之间设置有将二者可拆卸连接的接头装置5，接头装置5包括固定于颈静脉管11上端的管状的套管头51、固定于第一静脉插针管41下端的管状的插管头52，一般采用卡箍或螺钉等紧固件将套管头51固定在模型主体1上。套管头51内设置有安装台521，安装台521上设置有安装槽，安装槽中设置有第一密封圈53，插管头52从套管头51的上端口插入套管头51内并可绕着套管头51的轴线转动，套管头51和插管头52之间设置有能够将二者锁定以使插管头52的下端面将第一密封圈53压紧的快速锁扣组件。一般而言，学员进行静脉置管，都是从一个方便扎针置管的方向将针头扎在第一静脉插针管41上，比如从模型主体1的前侧扎针。而接头装置5采用这样的结构形式，使得快速锁扣组件处于解锁状态时第一静脉插针管41可相对于套管头51转动，第一静脉插针管41使用一段时间后可转动一定角度继续使用，避免置管的时候针头扎在同一位置而将第一静脉插针管41扎破，有利于提升第一静脉插针管41的使用寿命。

具体地，快速锁扣组件的数量为两组或以上，快速锁扣组件包括设置于套管头51外侧壁上的固定座541、铰接于固定座541上的把手542、铰接于把手542上的钩杆543、以及设置于插管头52外侧壁上的环形台544，环形台544的上表面设置有环绕插管头52一周的环形扣槽5441，钩杆543的上端设置有能够扣合于环形扣槽5441中的扣钩5431。向上转动手柄，然后将钩杆543的扣钩5431扣在环形扣槽5441上，然后在向下转动手柄，即可将插管头52和套管头51锁定，使插管头52压紧第一密封圈53以形成密封，十分方便快捷；解锁时，向上转动手柄，然后转动钩杆543以使扣钩5431和环形扣槽5441脱离即可，同样十分方便快捷。

优选地，股静脉管12和第二静脉插针管42、颈动脉管13和第一动脉插针管43、股动脉管14和第二动脉插针管44均通过与上述接头装置5相同的连接结构连接。

进一步地，在本发明的一种优选方案中，颈静脉管11、股静脉管12、颈动脉管13、以及股动脉管14均连接有测试管15，测试管15上设置有能够控制其通断的第一阀门16。采用这样的结构可定期的测试各个插针管是否被扎破。第一静脉插针管41的上端、第二静脉插针管42的下端、第二动脉插针管44的下端均可设置为为盲端，第一动脉插针管的上端可设置为盲端或者将其上端堵住。以测试第一静脉插针管是否扎破为例，测试的过程中，首先通过三通阀3将颈静脉管11的下端关闭，然后在与颈静脉管11对应的测试管15上连接一水源，采用适宜的水压，最后打开该测试管15上的第一阀门16，若第一静脉插针管上有水溢出，说明第一静脉插针管已经被扎破，需要拆卸更换，若第一静脉插针管上没有水溢出，则说明没有扎破，可继续使用。

进一步地，测试管15的自由端设置有外露于模型主体1的管接头17，管接头17的设置，便于将测试管15与水源的管道连接。

该人体模型生产出来后，其内部的管道、仿心脏容器2以及各个阀门中均充满空气，首次将该人体模型应用于ECMO仿真实训的过程中，需要将管道、仿心脏容器2以及阀门中的空气排出。

为了解决排气的问题，第一动脉插针管43上端连接有与其导通的排气筒6，排气筒6的上端具有排气孔601，排气筒6内设置有可漂浮在水面上的漂浮块61，排气筒6的下端设有与第一动脉插针管43连通的进气孔602，排气筒6和漂浮块61的底面之间设置有能够将进气孔602和排气孔601导通的导气通道，漂浮块61和排气筒6之间设置有能够在漂浮块61处于漂浮状态时将排气孔601封闭的密封结构，漂浮块61和/或排气筒6上设置有能够指示漂浮块61是否处于漂浮状态的指示装置。具体地，排气筒6的内侧底面上设置有能够支撑漂浮块61的支撑件62，导气通道包括漂浮块61的底面和排气筒6的内侧底面之间的空间以及设置于漂浮块61的外侧壁上的导气槽611。

首次将该人体模型应用于ECMO仿真实训时，可以第一动脉插针管43作为动脉置管的位置，以第一静脉插针管41或第二静脉插针管42作为静脉置管的位置，此时主动脉管22与颈动脉管13连通，股动脉管14封闭。参照图2，以在第一动脉插针管43进行动脉置管插针、在第二静脉插针管42上进行静脉插针置管为例，动脉插针置管和静脉插针置管完成后，将出水导管93的一部分置于高于排气筒6的位置，然后开启ECMO主机91，外部容器中的液体在水泵的作用下从进水导管92注入人体模型，依次流经第二静脉插针管42、股静脉管12、主静脉管21、仿心脏容器2、主动脉管22、颈动脉管13、第一动脉插针管43和排气筒6，这一过程中能够将管道和仿心脏容器2中的空气排出，排气筒6中的液体达到一定的量时，漂浮块61会浮起，将排气孔601封闭，实现自动排气。此时学员通过观察指示装置可得知漂浮块61已经处于漂浮状态，排气孔601已经处于封闭状态。

进一步地，排气筒6的位置高于第一静脉插针管上端的位置。参照图1与图6，ECMO仿真实训下机后，人体模型内的管道和仿心脏容器2中均充满液体，若漂浮块61能够保持在漂浮状态，说明没有出现漏水的情况，若漂浮块61随着液面降低到排气筒6的底部，则说明出现漏水的情况，需要进行检修，而漏水情况出现最可能的原因是有插针管已被扎破。

在本发明的一种优选方案中，漂浮块61的顶部设置有圆锥台612，排气孔601的内侧壁上具有与圆锥台612配合的圆锥面604，密封结构包括设置于圆锥台612的外侧壁上的密封槽613以及设置于密封槽613中的第二密封圈63。漂浮块61浮起时，圆锥台612插入排气孔601，第二密封圈63紧贴在圆锥面604上以将排气孔601封闭。

在本发明的一种优选方案中，指示装置包括设置于圆锥台612上的并收容于排气筒6内的竖杆64，漂浮块61处于漂浮状态时使竖杆64的上端部从排气孔601的上端口伸出。

作为上述方案的进一步改进，排气筒6上还设置有能将竖杆64锁定以使第二密封圈63压紧于圆锥面604的锁定装置。ECMO仿真实训的过程中，当漂浮块61已经浮起时，竖杆64的上端伸出到排气筒6外部，此时可通过锁定装置将竖杆64锁定，即可将第二密封圈63压紧，使排气筒6的上端保持在密封状态，避免对液体循环造成影响。

在本发明的一种优选方案中，锁定装置包括能够与竖杆64的上端螺纹连接的连接块71、以及能够沿着排气筒6的径向移动并卡在连接块71和排气筒6的上端面之间的推顶卡块72，推顶卡块72上设置有能够驱动连接块71向上移动的顶推斜面721。具体地，竖杆64上设置有竖向螺孔641，连接块71的底部设置有与竖向螺孔641配合的螺杆711。推顶卡块72的底部设置有与能够与推顶卡块72的顶推斜面721抵接的圆锥底面，排气筒6的上端面设置有螺钉安装台65，螺钉安装台65上设置有横向螺孔651，横向螺孔651处安装有推顶螺钉73，推顶螺钉73的尖端与推顶卡块72抵接并可推顶推顶卡块72朝着排气孔601的上端口移动。参照图6与图7，锁定装置采用这样的结构，简单可靠，且便于拆装连接块71、推顶卡块72等零件。

为了避免旋拧螺杆711时漂浮块61随着螺杆711一起转动，可将排气筒6的内腔设置为正四棱柱形，漂浮块61的主体也呈方块状且漂浮块61的侧壁与排气筒6的内侧壁之间只预留微小间隙。

更进一步地，模型主体1上设置有排气管81，排气管81上端的位置高于股动脉管14上端的位置并外露于模型主体1的外部，排气管81的下端与股动脉管14的上部连接并导通，排气管81上还设置有能够控制其通断的第二阀门82。以第二动脉插针管44作为动脉置管的位置时，实训的过程中，可以打开第二阀门82进行排气，排气完成后，将第二阀门82关闭即可。

以上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，或直接或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 (5)

1.一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，其特征在于，包括模型主体（1）及设置于所述模型主体（1）上的仿心脏容器（2），所述仿心脏容器（2）上设置有主静脉管（21）和主动脉管（22），所述主静脉管（21）连接有静脉支管，所述静脉支管可拆卸地连接有静脉插针管，所述主动脉管连接有颈动脉管（13），所述颈动脉管（13）的上端可拆卸地连接有第一动脉插针管（43），所述第一动脉插针管（43）上端连接有与其导通的排气筒（6），所述排气筒（6）的上端具有排气孔（601），所述排气筒（6）内设置有可漂浮在水面上的漂浮块（61），所述排气筒（6）的下端设有与所述第一动脉插针管（43）连通的进气孔（602），所述排气筒（6）和漂浮块（61）的底面之间设置有能够将所述进气孔（602）和排气孔（601）导通的导气通道，所述漂浮块（61）和排气筒（6）之间设置有能够在漂浮块（61）处于漂浮状态时将所述排气孔（601）封闭的密封结构；

所述漂浮块（61）和/或排气筒（6）上设置有能够指示所述漂浮块（61）是否处于漂浮状态的指示装置；

所述漂浮块（61）的顶部设置有圆锥台（612），所述排气孔（601）的内侧壁上具有与所述圆锥台（612）配合的圆锥面（604），所述的密封结构包括设置于所述圆锥台（612）的外侧壁上的密封槽（613）以及设置于所述密封槽（613）中的第二密封圈（63）；

所述的指示装置包括设置于所述圆锥台（612）上的并收容于所述排气筒（6）内的竖杆（64），所述漂浮块（61）处于漂浮状态时使所述竖杆（64）的上端部从所述排气孔（601）的上端口伸出；

所述的排气筒（6）上还设置有能将所述竖杆（64）锁定以使所述第二密封圈（63）压紧于所述圆锥面（604）的锁定装置；

所述的锁定装置包括能够与所述竖杆（64）的上端螺纹连接的连接块（71）、以及能够沿着排气筒（6）的径向移动并卡在连接块（71）和排气筒（6）的上端面之间的推顶卡块（72），所述推顶卡块（72）上设置有能够驱动所述连接块（71）向上移动的顶推斜面（721）。

2.根据权利要求1所述的一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，其特征在于，所述排气筒（6）的内侧底面上设置有能够支撑所述漂浮块（61）的支撑件（62），所述的导气通道包括所述漂浮块（61）的底面和排气筒（6）的内侧底面之间的空间以及设置于所述漂浮块（61）的外侧壁上的导气槽（611）。

3.根据权利要求1所述的一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，其特征在于，所述的推顶卡块（72）的底部设置有与能够与所述推顶卡块（72）的顶推斜面（721）抵接的圆锥底面，所述排气筒（6）的上端面设置有螺钉安装台（65），所述螺钉安装台（65）上设置有横向螺孔（651），所述横向螺孔（651）处安装有推顶螺钉（73），所述推顶螺钉（73）的尖端与所述推顶卡块（72）抵接并可推顶所述推顶卡块（72）朝着所述排气孔（601）的上端口移动。

4.根据权利要求1所述的一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，其特征在于，所述静脉支管包括设置于模型主体上的股静脉管（12）和颈静脉管（11），所述股静脉管（12）的上端、颈静脉管（11）的下端以及主静脉管（21）通过三通阀（3）连接，所述静脉插针管包括可拆卸地连接于所述颈静脉管（11）上端的第一静脉插针管（41）及可拆卸地连接于所述股静脉管（12）上端的第二静脉插针管（42）。

5.根据权利要求4所述的一种便于排气的ECMO仿真实训人体模型，其特征在于，所述的排气筒（6）的位置高于所述第一静脉插针管（41）上端的位置。

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