CN114694467B - 应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，包括进液口、模型囊腔、可调式水泵、蓄液槽与补液槽，通过进液口压注式单向阀灌注模拟液，模拟液通过输送管依次灌满模型囊腔、蓄液槽以及补液槽，也可待模拟液进入补液槽后由补液槽液体添加口添加模拟液，通过可调式水泵加压调节模拟液在模型囊腔和蓄液槽之间的循环速度，模拟脑脊液循环，进行穿刺练习，模拟液由于存在压力，随穿刺针喷射出模型囊腔，囊腔内形成负压，与蓄液槽、补液槽形成压力差，液体通过单向阀由补液槽流向蓄液槽再流向模型囊腔，形成自动补液；该发明不仅结构简单实用，并且能够实现连续自动补液。

Description

应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统

技术领域

本发明属于加液系统，涉及一种密闭调压式循环自动补液系统，尤其涉及应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统。

技术背景

脑脊液在人体内是循环流动的，具有一定的方向与流动速度，脑脊液从脑室内的脉络流出，流经脑室转到大脑表面，向下包绕脊髓，再回到颅腔，最后从矢状窦进入静脉排出颅腔，循环流动，并且在环流过程中把一部分代谢产生的无用之物带出颅腔，它处于不断产生、循环和回流的平衡状态中。

脊椎穿刺抽液的目的是检查中枢神经系统的疾病，对其诊断有一定的价值。

比如抽取脑脊液以后可以做脑脊液的检查，分析细胞的数量以及生化指标，可以明确中枢神经系统疾病的性质，有确诊的意义，另外可以了解颅内压的情况。既是对疾病的判断也是检查的手段还有治疗的价值。通过脊髓穿刺，鞘内注射药物也可以起到治疗的作用。一般穿刺是选取椎体空隙较大而无脊髓的部分进行穿刺，一般是在腰椎穿刺。但是，在患者身上进行练习，存在危险系数，失误容易导致严重后果，故而产生了一系列的穿刺练习模型，目前常见的模型大多为机械模型，与实操存在较大差距，并且大多采用更换蓄液装置或者多次添加的方式进行模拟液的补充，这种方式不仅使用麻烦，与脑脊液循环之间存在较大差异，而且不适用于较多待训练人员进行操作时快速的进行连续训练，需要等待的时间较长，并且需要多次进行补液，无法为学生提供连续练习，故而本发明提供了一种密闭调压式循环自动补液系统，既能自动补液，又可模拟人体脑脊液循环，更大程度上还原人体穿刺模型。

发明内容

针对现有技术，本发明提出了一种密闭调压式循环自动补液系统，首次使用压注式单向阀，将其应用于密闭调压式循环自动补液系统。

为实现上述目的，本发明采用了下列的设计结构以及设计方案

应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，包括进液口，按照模拟液流动方向通过输送管连通并依次设置的位于进液口处的压注式单向阀、位于压注式单向阀后方的模型囊腔、蓄液槽和补液槽，以及与模型囊腔并联的可调式水泵，所述补液槽用于向蓄液槽主动补充模拟液；所述可调式水泵用于调节模拟液在模型囊腔和蓄液槽之间的循环速度。

进一步地，所述压注式单向阀包括内层、开设在内层上的开口以及覆盖在开口上的外层弹性挡带。

进一步地，所述进液口压注式单向阀包括至少一个开口，每个开口覆盖弹性挡带，正常状态下，从进液口通过压注式单向阀注入模拟液，模拟液从单向阀的开口处撑开弹性挡带，通过弹性挡带前端的出口流向输送管并依次流入模型囊腔、蓄液槽以及补液槽，反向抽吸，弹性挡带的前端出口未打开，即阀门处于关闭状态，模拟液不产生流动。

进一步地，所述可调式水泵两端安装有输入管和输出管，输入管连接蓄液槽，输出管连接模型囊腔进液方向的输送管，与模型囊腔构成并联，模拟液从蓄液槽通过输入管进入可调式水泵，再经输出管流向模型囊腔再到蓄液槽。

进一步地，所述所述蓄液槽以及补液槽之间安装有常开电磁阀与第二单向阀，常开电磁阀与补液槽至蓄液槽方向的第二单向阀并联。

进一步地，所述模型囊腔至少串连设置一个。

进一步地，所述补液槽设置有进气口，用于维持系统恒压补液，所述进气口也作为补液槽的液体添加口。

进一步地，所述补液槽数量至少一个，且为透明材质便于观察蓄液槽内液面。

密闭调压式循环自动补液系统在人体穿刺练习模型中的应用。

密闭调压式循环自动补液系统应用于脊椎穿刺人体模型。

本发明的工作原理介绍：应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，通过进液口压注式单向阀灌注模拟液，模拟液从压注式单向阀开口处撑开弹性挡带，通过挡带前端出口流向输送管并依次灌满模型囊腔、蓄液槽之后，再经常开电磁阀进入补液槽，直至模拟液灌满补液槽或至模拟液进入补液槽时采用进气口添加模拟液，灌液结束后启动启动键连通电源关闭电磁阀，调节可调式水泵，改变模拟液在补液槽与模型囊腔内循环速度，将此系统按正确的位置将模型囊腔安装于仿真人体模型内，在正确穿刺点开设穿刺孔，覆盖仿真皮肤，进行穿刺教学或考试，穿刺针刺入正确穿刺孔，进而刺入模型囊腔，液体由于存在流速差生压力，随穿刺针流出，此时囊腔内形成负压，与蓄液槽、补液槽之间形成压力差，此时第二单向阀打开，模拟液通过第二单向阀由补液槽流向蓄液槽再流向模型囊腔，形成自动补液，维持系统恒压状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)首次使用压注式单向阀灌注模型，正常状态下，液体只能正向流动，从反向抽吸，阀门仍处于关闭状态，液体不产生流动,可有效避免空气进入模型囊腔内；

(2)结构简单，可同时串连多个模型囊腔模拟多部位积液；

(3)自动形成补液，方便较多人员连续训练或考试；

(4)可调节液体循环与流动，还原人体脑脊液不断循环流动过程；

(5)增设电磁阀与第二单向阀，有效防止系统漏液。

附图说明

图1是本发明应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统工作流程图；

图2是本发明压注式单向阀正向灌注模拟液工作状态示意图；

图3是本发明反向抽吸压注式单向阀状态示意图；

图4是本发明应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统的坐姿脊髓穿刺人体仿真模型；

其中，1～进液口；2～压注式单向阀；3～模型囊腔；4～蓄液槽；5～补液槽；6～常开电磁阀；7～第二单向阀；；8～输送管；9～可调式水泵；10～开口；11～弹性挡带；12～挡带出口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细发明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下发明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：如图1所示，应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，包括进液口1、模型囊腔3、可调式水泵9、蓄液槽4以及补液槽5，通过进液口1处的压注式单向阀2向系统灌注模拟液，模拟液从压注式单向阀2开口10处撑开弹性挡带11，通过弹性挡带11前端挡带出口12流向输送管8并依次灌满压注式单向阀2后方的模型囊腔3、蓄液槽4之后，再经常开电磁阀6进入补液槽5内，直至模拟液灌满补液槽5或至模拟液进入补液槽5时采用进气口添加模拟液，灌液结束后启动启动键连通电源关闭电磁阀，调节可调式水泵9，改变模拟液在补液槽5与模型囊腔3内循环速度膜内模拟人体体液循环，然后进行穿刺教学或考试。

该系统进液口处的压注式单向阀的每个出口均覆盖弹性挡带11，正常状态下，从进液口1通过压注式单向阀2注入模拟液，模拟液从单向阀开口10处撑开弹性挡带11，通过挡带的前端出口12流向输送管8并依次流入模型囊腔3、蓄液槽4以及补液槽5，反向抽吸，挡带出口12未打开，即阀门处于关闭状态，液体不产生流动，即抽吸无效。

在未通电状态下，常开电磁阀6处于通顺状态，模拟液流向为：压注式单向阀2→模型囊腔3(灌满)→蓄液槽4(灌满)→常开电磁阀6→补液槽5；

工作状态：通电后在可调式水泵9作用下，模拟液在补液槽5→模型囊腔3→补液槽5内加速循环，此时常开电磁阀6处于关闭状态；

练习状态下，向外抽取模型囊腔内模拟液，模型囊腔3与蓄液槽4之间形成负压，其压力低于补液槽5，此时第二单向阀7自动打开，模拟液流向为：补液槽5→第二单向阀7→蓄液槽4→模型囊腔3。

实施例2：应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统在脊髓穿刺人体仿真模型的应用。

如图(4)，一种自动补液的脊髓穿刺人体仿真模型，包括工作台，固定在工作台上的坐姿脊髓穿刺人体仿真模型，脊髓穿刺人体仿真模型采用密闭调压式循环自动补液系统，通过输送管8将进液口1、模型囊腔3、蓄液槽4以及补液槽5串连起来，可调式水泵9接通于模型囊腔3前输送管8与蓄液槽4之间，与模型囊腔3构成并联，连接进液口1与模拟囊腔之间的输送管8内安装有压注式单向阀2，所述压注式单向阀2包括内层、开设在内层上的开口10以及覆盖在开口10上的外层弹性挡带11；通过可调式水泵9调节模拟液在模型囊腔3和蓄液槽4之间的循环速度；脊髓穿刺人体仿真模型于脊髓正确穿刺点对应开设有穿刺孔，人体模型为中空结构，外表面固定有仿真皮肤以覆盖所述穿刺孔，模型内部对应穿刺孔位置固定模型囊腔3，囊腔内部灌注模拟液；穿刺位置为后腰部位，穿刺点一般在两髂后上极连线，穿刺针头应依次通过皮肤、皮下组织、棘上韧带、棘突间的棘间韧带、黄韧带、硬膜外隙，针头穿过韧带与硬脑膜时,可感到阻力突然消失有落空感。成人在第三四或第四五腰椎间隙，新生儿，在第三四腰椎以下椎间隙；所述囊腔通过输送管8连接蓄液装置，蓄液装置通过输送管8与固定在操作台上的补液槽5连接，并且在囊腔与蓄液装置间增设有可调式水泵9，工作状态时，通电后在可调式水泵9作用下，液体在蓄液装置与模型囊腔3之间加速循环流动，模拟人体脑脊液情况，然后进行穿刺教学或考试，穿随着刺针刺入模型囊腔3内，由于模拟液存在流速，模拟液随穿刺针喷射出，造成模型囊腔3与蓄液槽4、补液槽5之间形成压力差，补液槽5至蓄液槽4方向的第二单向阀7打开，模拟液通过第二单向阀7由补液槽5流向蓄液槽4再流向模型囊腔3，形成自动补液，保持系统恒压状态，此时模拟液流向顺序为：补液槽5→第二单向阀7→蓄液槽4→可调模型囊腔3→穿刺针；并且补液槽5→模型囊腔3→补液槽5内模拟液的循环速度与压力可通过可调式水泵9任意调节。

该模型添加模拟液的顺序为：通过进液口压注式单向阀灌注模拟液→模型囊腔(灌满)→蓄液槽(灌满)→常开电磁阀→补液槽。该补液槽上具有进气口(也作为液体添加口)，用于维持整个系统压力平衡，且该补液槽具有槽盖，也可以在模拟液进入补液槽后，直接使用液体添加口灌注或者打开槽盖添加模拟液。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性发明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，包括：进液口(1)，按照模拟液流动方向通过输送管(8)连通并依次设置的位于进液口(1)处的压注式单向阀(2)、位于压注式单向阀(2)后方的模型囊腔(3)、蓄液槽(4)与和补液槽(5)，以及可调式水泵(9)；所述可调式水泵(9)两端安装有输入管和输出管，输入管连接蓄液槽(4)，输出管连接模型囊腔(3)进液方向的输送管(8)；所述补液槽(5)用于向蓄液槽(4)主动补充模拟液；所述可调式水泵(9)用于调节模拟液在模型囊腔(3)和蓄液槽(4)之间的循环速度；所述蓄液槽(4)以及补液槽(5)之间安装有常开电磁阀(6)与第二单向阀(7)，常开电磁阀(6)与补液槽(5)至蓄液槽(4)方向的第二单向阀(7)并联。

2.根据权利要求1所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，所述压注式单向阀(2)包括内层、开设在内层上的开口(10)以及覆盖在开口(10)上的外层弹性挡带(11)。

3.根据权利要求2所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，所述进液口(1)的压注式单向阀(2)包括至少一个开口(10)，每个开口(10)均覆盖弹性挡带(11)，正常状态下，从进液口(1)通过压注式单向阀(2)注入模拟液，模拟液从单向阀的开口(10)处撑开弹性挡带(11)，通过弹性挡带(11)的前端出口(12)流向输送管(8)并依次流入模型囊腔(3)、蓄液槽(4)以及补液槽(5)，反向抽吸，弹性挡带(11)的前端出口(12)未打开，即阀门处于关闭状态，模拟液体不产生流动。

4.根据权利要求1所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，模拟液从蓄液槽(4)通过输入管进入可调式水泵(9)，再经输出管流向模型囊腔(3)，然后再到蓄液槽(4)。

5.根据权利要求1所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，所述模型囊腔(3)至少设置一个。

6.根据权利要求1所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，所述补液槽(5)上设置有进气口，用于维持系统恒压补液，所述进气口也可作为补液槽(5)的液体添加口。

7.根据权利要求6所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统，其特征在于，所述补液槽(5)数量至少一个，且为透明材质便于观察蓄液槽(4)内液面。

8.一种根据权利要求1～5任意一项所述的应用于模拟人体脑脊液循环的密闭调压式自动补液系统在人体穿刺练习模型中的应用。

9.一种根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述穿刺练习模型应用于脊椎穿刺人体模型。