CN114842719B - 紧急外科手术气道手术模拟装置 - Google Patents
紧急外科手术气道手术模拟装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114842719B CN114842719B CN202210115931.0A CN202210115931A CN114842719B CN 114842719 B CN114842719 B CN 114842719B CN 202210115931 A CN202210115931 A CN 202210115931A CN 114842719 B CN114842719 B CN 114842719B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- artificial
- tracheal
- inflatable chamber
- membrane
- cuttable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title description 12
- 238000002297 emergency surgery Methods 0.000 title description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 28
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 20
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000012549 training Methods 0.000 description 5
- 210000003685 cricoid cartilage Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 208000006735 Periostitis Diseases 0.000 description 3
- 210000000867 larynx Anatomy 0.000 description 3
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 3
- 238000002663 nebulization Methods 0.000 description 3
- 210000003460 periosteum Anatomy 0.000 description 3
- 210000005062 tracheal ring Anatomy 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 208000000884 Airway Obstruction Diseases 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 206010067775 Upper airway obstruction Diseases 0.000 description 2
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000003823 hyoid bone Anatomy 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 210000000534 thyroid cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 2
- 206010063349 Endotracheal intubation complication Diseases 0.000 description 1
- 206010070245 Foreign body Diseases 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 238000002555 auscultation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000006461 physiological response Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000002627 tracheal intubation Methods 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
- G09B23/285—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for injections, endoscopy, bronchoscopy, sigmoidscopy, insertion of contraceptive devices or enemas
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
- G09B23/30—Anatomical models
- G09B23/32—Anatomical models with moving parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
在本公开的一个方面，提供了一种用于模拟环甲膜切开术程序的人工解剖模型。该模型包含上身结构，该上身结构包括颈部构件，该颈部构件具有由膜覆盖的气管进入窗。设置在该颈部构件内膜下的是解剖学上精确的喉‑气管结构。该结构包含刚性第一材料的第一构件，该第一构件的形状和尺寸被确定为限定环甲间隙，该环甲间隙覆盖被接纳在其中的第二构件的可切割人工环甲膜材料。该第二构件密封并流体连通的可膨胀腔室。
Description
技术领域
本公开涉及一种使用如环甲膜切开术的程序来实践紧急人工气道的真实模拟设备和系统。
背景技术
如果不迅速解决上气道阻塞，上气道阻塞可能导致患者死亡。然而，对于已经呈现有上气道阻塞(例如，由于面部外伤、异物或过敏反应)的患者，有时可能无法通过气囊/面罩输气、使用气管插管来建立气道。在这些情况下，可能有必要优先于气管切开术进行紧急环甲膜切开术以建立气道，传统气管造口术较慢并且可能需要操纵颈椎。
在此类情况下，手术室、急诊科或重症监护室中的医疗工作人员在对患者实际执行程序之前须具备经验和知识，以便快速且有效地执行程序。
尽管可以在静态解剖模型、尸体或源自动物(例如猪)的组织上在进行此程序方面的训练，但是这些训练模型可能是不现实的或不能为工作人员在现实生活中紧张的条件下进行程序充分地做好准备。
因此，本公开的目的是提供一种手术模拟装置，该手术模拟装置基本上解决或至少改善了这些问题，或者为公众提供了有用的选择。
发明内容
本公开的特征和优点将在以下描述中加以阐述，并且在某种程度上将根据本说明书变得显而易见，或者可以通过对本文中所公开的原理的实践习得。本公开的特征和优点可以借助于所附权利要求中特别指出的仪器和组合来实现和获得。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于模拟环甲膜切开术程序的人工解剖模型，该模型包含：
上身结构，该上身结构包括颈部构件，该颈部构件具有由膜横跨(如覆蓋)的气管进入窗，
解剖学上精确的喉-气管结构，该喉-气管结构设置在该可切割弹性膜下的该颈部构件内；所述结构由刚性第一材料构成并包括设置在其中的可切割人工环甲膜，该可切割人工环甲膜被构造成用于在该气管进入窗中对齐，所述可切割人工环甲膜材料密封与其流体连通的可膨胀腔室(如人工肺气囊)；
模拟的喉-气管结构，该模拟的喉-气管结构设置在该膜下的该颈部构件内，并被构造成用于在该气管进入窗中对齐；所述模拟的喉-气管结构包含刚性第一材料的第一构件，该第一构件的形状和尺寸被确定为限定环甲间隙，该环甲间隙覆盖被接纳在其中的第二构件的可切割人工环甲膜材料，所述第二构件密封与其流体连通的可膨胀腔室。
有利地，解剖学上精确的喉-气管结构的刚性第一材料包含聚丙交酯。
可选地，可切割人工环甲膜包含聚氯乙烯和增塑剂。
优选地，膜包含硅树脂。
可选地，可膨胀腔室包括可致动的二氧化碳储存器，该可致动的二氧化碳储存器被构造成在压力传感器致动时向可膨胀腔室递送预定量的二氧化碳。压力传感器还可以包括用于调节预定量的二氧化碳到可膨胀腔室的递送的定时的电路系统。
可膨胀腔室可以连接到可蒸发酒精的储存器。
有利地，可膨胀腔室的测量的顺应性分布近似于人类患者的肺部的测量的顺应性分布。
优选地，可膨胀腔室被构造成在通过气管插管将空气引入到模型中时膨胀，该气管插管通过在可切割人工环甲膜中形成的切口插入。
有利地，在环甲膜切开术程序开始之前，可膨胀腔室相对于外部环境被充气到更高的压力。
横跨气管进入窗的可切割弹性膜、可切割人工环甲膜和解剖学上精确的喉-气管结构优选地是可独立替换的。
在另外的方面，提供了一种用于模拟环甲膜切开术程序的系统，该系统包含：
人工解剖模型，该人工解剖模型包含
上身结构，该上身结构包括颈部构件，该颈部构件具有由可切割弹性膜跨越的气管进入窗；
解剖学上精确的喉-气管结构，该喉-气管结构设置在该可切割弹性膜下的该颈部构件内；所述结构由相对刚性的材料构成，并且包括在气管进入窗中对齐的可切割人工环甲膜材料，所述可切割环甲膜材料密封与其流体连通的可膨胀腔室；
模拟的喉-气管结构，该模拟的喉-气管结构设置在该膜下的该颈部构件内，并被构造成用于在该气管进入窗中对齐；所述模拟的喉-气管结构包含刚性第一材料的第一构件，该第一构件的形状和尺寸被确定为限定环甲间隙，该环甲间隙覆盖被接纳在其中的第二构件的可切割人工环甲膜材料，所述第二构件密封与其流体连通的可膨胀腔室；以及
二氧化碳储存器，该二氧化碳储存器与可膨胀腔室流体连通，被构造成用于在检测到压力变化时将预定量的二氧化碳分配到可膨胀腔室中。
该系统还可以包括用于调节预定量的二氧化碳到加压的可膨胀腔室的递送的定时的电路系统。
可选地，可膨胀腔室可以连接到可蒸发酒精的储存器。
有利地，加压的可膨胀腔室的测量的顺应性分布近似于人类患者的肺部的测量的顺应性分布。
优选地，可膨胀腔室被构造成在通过气管内管将空气引入到模型中时膨胀，该气管内管通过在环甲膜中形成的切口插入。
在环甲膜切开术开始之前，可膨胀腔室可以相对于外部环境被充气到更高的压力。
附图说明
为了描述可以获得本公开的上述和其它优点和特征的方式，将通过参考在附图中示出的其特定实施例来呈现对以上简要描述的原理的更具体的描述。在理解这些图式仅描绘本公开的示例性实施例并且因此不应认为其限制本发明的范围的情况下，将通过使用附图来以额外特异性和细节描述并解释本文的原理。
下文中将通过实例并参考附图进一步详细地解释本公开的优选实施例，在附图中：
图1A描绘了本公开的模拟模型和系统的实施例的示例性视图。
图1B描绘了使用图1A描绘的模拟模型和系统的模拟的环甲膜切开术程序中的各个步骤。
图2A描绘了在图1A的模拟模型和系统中使用的气管结构的简化示意俯视图。
图2B描绘了图2A的气管结构的简化示意性左侧视图。
图2C示出了示例性组装气管结构的照片。
图2D是图2C的示例性气管结构的放大局部视图。
图2E是描绘图2C的分解气管结构的各个部件的照片。
图3A描绘了圖1A示出的解剖模型在未插入图2A至图2D中描绘的气管结构之前的示意图。
图3B描绘了在插入图2A至图2D中描绘的气管结构之后，图3A中示出的解剖模型。
图3C描绘了皮肤下方并位于解剖模型中的气管结构的放大示例性示意图，其中为了清楚起见模型的其它部分被移除。
图3D描绘了被定位在模型中的图3C的气管结构的放大示例性示意图，其中为了清楚起见移除了模型的皮肤和其余部分。
图4A描绘了图1A中描绘的模拟模型和系统的示意性部件图。
图4B描绘了图4A中描绘的模拟模型和系统的示意性电路图。
图5描绘了模拟模型顺应性以及人类肺部的顺应性。
具体实施方式
在下文详细论述本公开的各种实施例。虽然论述特定实施方案，但应理解，这仅仅是出于说明的目的进行的。相关领域的技术人员将认识到，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下使用其它组件和配置。
所公开的技术解决了本领域中对用于模拟环甲膜切开术和用于实现紧急气道进入的其它外科手术程序的真实模型的需求。有利地，如下所述，本公开的真实模型和系统模拟真实患者的某些生理反应，以增强训练的有效性，如下面更详细公开的那样。
图1A描绘了在模型10的颈部20中的利用由医务人员握持的手术刀制成的纵向切口。切口在气管进入窗22中制成，进入在气管进入窗22上延伸并覆盖喉-气管结构(未示出)“皮肤”状材料24或皮肤状膜。有利地，皮肤材料可以被选择成以便当被手术刀切割时具有与人体皮肤相似的特質(如机械性能)，典型地使用如硅或类似物的材料。
在图1B(i)中示出了环甲膜切开术的这个阶段的另一视图，其中为了清楚起见，模型10的头部已经被移除。
在程序的下一步骤中，在模型10的气管进入窗下方的第二部件58的环甲间隙40中的“皮肤”材料和膜中制成横向切口。如本领域技术人员所理解并且参考由图2A至图2D所描绘的示例性喉-气管结构30更详细地描述的那样，在环甲膜中的正确位置处制成横向切口是重要的。
在正确位置的切口通常将导致气体从模型的胸部部分的密封的腔室中逸出(参见图3C、图3D)。该腔室有利地在较高压力下加压，以向操作者提供在环甲膜中正确地制成切口的确认，类似于在人类患者中由逸出的空气产生的嘶嘶声。
在又另外的可选实施例中，在排出的气体中还可以包括一定量的汽化酒精，其可以用于实现气管插管的雾化，如对真实患者实行的环甲膜切开术程序中所经历的那样。
执行程序的人可以利用探条装置(半刚性的直塑料片，具有处于30度角的一英寸的尖端)为管提供刚性并帮助引导放置(未示出)。
参考图1B(iii)，可以看到气管内管气管插管26通过气管进入窗22中制成的切口插入。
如图1B(iv)所描绘，气管插管26附接到通气袋29，用于将空气引入到系统中。如下文将进一步讨论的那样，挤压袋迫使空气进入密封的腔室，这又会导致模型10的“胸部”区域上升。可选地，在成功增加由传感器检测到的腔室内的压力(例如，通过装袋)时，二氧化碳也可以从储存器分配到腔室中，以进一步增加训练场景的真实性，如下面进一步讨论的那样。
图2A至图2E描绘了在本公开的实施例中使用的模型中的示例性喉-气管结构30的各种表示。
如本领域技术人员所知，喉31包含舌骨32，该舌骨位于喉-气管结构30的顶部处并且在甲状腺舌骨膜34和甲状腺舌骨韧带(未示出)之上。
在甲状腺软骨36和环状软骨38之间是环甲间隙40，其包括环甲韧带和膜。这是环甲膜切开术程序中切割的区域。在成人中，环甲膜的典型大小为约4mm至10mm，因此它是相对较小的目标，其必须在气道阻塞紧急情况下以精度和准确度进行定位。在所描绘的示例性实施例中，间隙在4mm的较窄端部处，如在女性中是典型的那样。
环状软骨38连接喉31和气管41；并且有助于不同韧带、软骨和肌肉的连接，这有助于空气通道和声音通道的打开和关闭。有利地，医务人员知道环状软骨是有用的可触知的解剖标志。
在环状软骨38的下方，在所描绘的模型中，印刷了五到七个气管“环”42以代表人类体内的十六到二十个气管环，这些气管环支撑喉31并允许其在呼吸期间移动和挠曲。
现在参考图2C至图2E，可以看到喉-气管结构30包括两个主要部件。第一部件52是在喉-气管结构30中代表或模拟真实人类患者的解剖结构的相对较硬的结构。有利地，这个第一部件52可以由三维打印机(如熔融丝制造3D打印机)形成，并且可以由如聚乳酸或类似物的材料制成。在不脱离本公开的范围的情况下，其它材料可以包括ABS、PET、尼龙等。有利地，第一部件52代表舌骨32和甲状腺软骨36。
第二部件54是形成环甲膜的弹性和可切割材料，该膜与舌骨膜34、气管环42环状软骨38一起跨越环甲间隙40。
有利地，第二部件的不同区域的厚度在不同部分处不同。有利地，第二部件的跨越环甲间隙40的部分被模制为使得其具有1.5mm的厚度，使得其相对容易地可切割，而第二部件的代表舌骨膜34、气管环42和环状软骨38的区域厚几个数量级。
总的来说，第二部件54限定了气密腔室，直到在第二部件的跨越由(相对较硬的)第一部件52限定的环甲间隙40的部分中制成切口。
优选地，这可以由如聚氯乙烯(带有增塑剂)或类似物的材料制成，使得它相对较软且可变形，并且能够利用手术刀或类似物切割。
有利地，如果使用聚氯乙烯，这可以进一步包括增塑剂、稳定剂等。在不脱离本发明范围的情况下，其它替代物可以包括其它相对较软的材料，如聚丙烯或聚乙烯。
应当理解的是，相对较软的第二部件54具有安装在其上的在甲状腺舌骨膜34处的第一部件52和顶部59。
现在参考图3A，描绘了在插入图2A至图2D中描绘的气管结构之前的图1A中示出的示例性示意性解剖模型60。模型包括颈部20、气管进入窗22和躯干区域62，该躯干区域包围覆盖可移除的可膨胀腔室(如人工肺氣囊)70(未示出)的翼片69。可膨胀腔室被构造成使得其能够随着压力变化而膨胀和收缩。
如图3B所描绘那样，通过在颈部20的气管进入窗22中的“皮肤”状材料24下包括喉-气管结构30，可以为训练程序准备模型。躯干区域62的“胸部”区域64可以被毯子66覆盖。
现在参考图3C，描绘了在“皮肤”状材料24下并位于解剖模型中的喉-气管结构30的放大示例性示意图，其中为了清楚起见模型的其它部分被移除。为了清楚起见，模型60的其余部分已被移除。
还示出了可膨胀腔室70，该可膨胀腔室经由介入段102与包括在喉-气管结构30中的下面的第二部件54(例如在环甲间隙40处可见的小部分)气密连通。可膨胀腔室70下面的矩形部分是用于蒸发一定量酒精的加热或加温垫的示意性表示，该一定量酒精可以被引入到可膨胀腔室70中，用于模拟在气管插管成功插入时的雾化。
由这些部件限定的容积连接到通向压力传感器(未示出)的气体管线80。还描绘了用于包括来自储存器(也未示出)的预定量的二氧化碳(CO2)的气体管线82。
图3D描绘了类似于图3C中示出的布置，其中为了清楚起见“皮肤”状材料24被移除。
参考图4A，描绘了图1A中描绘的模拟模型和系统的示例性示意性组件图；以及模拟模型和系统的示例性示意电路图。
如所描绘的那样，喉-气管结构30经由介入段102连接到可膨胀腔室70，该可膨胀腔室被构造成通过随着压力变化而膨胀和收缩来模拟人类肺的活动。
与喉-气管结构30连接的是还有压敏传感器(例如开关)104，其可以被构造成在通过气管插管将空气引入到系统中引起压力变化时被致动。
有利地，包含二氧化碳筒105的储存器可以通过流量调节器106和气体压力调节器108以及电磁阀110与可膨胀腔室70连接。
可选地，电磁阀110可以耦接到时间控制继电器电路112，该时间控制继电器又电耦接到压敏开关104。时间控制继电器或类似电路系统可以由电源114(如电池或其它电源)供电。
当压敏传感器的致动(例如，通过切口经由气管插管添加空气)时，且任选地在外部通气过程期间压力增加的循环中的适当时间，时间控制继电器电路112可以被构造成打开电磁阀110，以使其将预定量的二氧化碳排出到可膨胀腔室70中。
有利地，所使用的量可以是10ml至40ml的二氧化碳(CO2)，优选地10ml至30ml的二氧化碳以及更优选地20ml的二氧化碳。
在模型的每次辅助通气循环中，固定体积的二氧化碳可以在所描述的电路系统的控制下在适当的时间递送到系统。
可以理解的是，这个可膨胀腔室与喉-气管结构30连通，然后二氧化碳从气管中排出，在该气管处可以在呼气末二氧化碳检测器中检测到二氧化碳。这可以使用定性检测器(如比色计)或定量检测器(如二氧化碳检测计)来执行。
二氧化碳檢測术已被示出是高度可靠的气管插管位置确认方法。正确定位的插管将产生可靠的二氧化碳波形，可以由这些传感器可靠地检测到该波形。不成功的气管插管不会将二氧化碳传输到检测器，从而指示不当放置。
确认管位置的附加方法包括呼吸音的听诊和通气期间的胸部上升的检查。
对插管患者的连续二氧化碳监测也有助于檢測在患者的运输或移动期间气管插管的意外移位。持续监控二氧化碳还有助于检测其它插管并发症，如由扭结的气管插管造成的气道阻塞或粘液堵塞。
有利地，酒精蒸汽也可以被引入到可膨胀腔室70中，以在已经插入在正确位置处的气管插管上复制雾化，从而提供又一正確执行程序的标志。有利地，酒精的体积可以在5ml至10ml之间，通过包含温热垫71或类似物而蒸发。
图5描绘了模拟模型和系统的示例性人工肺顺应性以及人类肺部的顺应性。
如本领域技术人员所理解的那样，系统的顺应性是系统压力的每单位变化发生的体积变化。在这种情况下，因此顺应性是系统的弹性阻力的度量。
肺顺应性(C)＝肺容积(V)的变化/经肺压力的变化
经肺压力的变化可以通过以下表达式计算：
肺泡压力(Palv)–胸膜压力(Ppl)
当在特定的测量压力点下获取肺体积的不同读数，然后将其绘制在图表上时，类似于所描绘的那样，获得表示肺的弹性和气道阻力特性两者的压力-体积曲线。
从所获得的图像中可以看出的那样，在所描绘的图像中，模型的躯干区域(即人工肺氣囊)和测试肺的顺应性非常相似。
如本领域技术人员所知，紧急环甲膜切开术的执行是在实际需要在现实生活环境中执行之前需要实践的程序。
所公开的模型和系统以有效的方式复制了该程序的许多方面。
有利地，气管喉结构中使用的解剖学上精确的模型使得能够适当定位环甲膜。这可以与具有非精确解剖结构的模型和动物气管进行对比；該等模型无助于使操作的人熟悉人的真正合适的解剖标志。
而且，在本公开的可选方面，“皮肤”状材料24和可切割人工环甲膜材料还可以包括下面的模拟的血液容器，这将通过在制作切口时泄漏血液来增强整体真实感。
相对于外部环境从较高压力的腔室(即人工肺)中排放气体为在在模型上成功切開环甲膜的操作人員提供了初始指示，复制了手術人員在程序中的经历。
类似地，在本公开的模型和系统中引入二氧化碳提供了另外的方法，在该方法中，可以使用二氧化碳检测计或比色计来验证成功的程序。最后，模型和系统的肺顺应性也可以被构造成能够被测量，使得它可参考实际患者的肺顺应性。通氣過程中，可膨胀腔室(如人工肺氣囊)的体积方面增加使患者的胸部的上升。
以这样的方式，执行程序的人员利用程序的每一步骤进行训练，包括被执行来确认程序的成功的各种检查。
以上实施例仅借助于实例来描述。在不脱离如所附权利要求书中限定的本公开的范围的情况下，许多变化是可能的。
虽然使用各种实例和其它信息来阐释所附权利要求书的范围内的方面，但不应基于此类实例中的特定特征或布置暗示对权利要求书的限制，因为技术人员能够使用这些实例导出各种实施方案。另外虽然可能已经用结构特征和/或方法步骤的实例所特定的语言描述了一些主题，但应了解，所附权利要求书中限定的主题不一定限于这些描述的特征或动作。例如，此类功能性可以不同方式分布或在除本文识别的那些组件外的组件中执行。实际上，所描述特征和步骤被公开为所附权利要求书的范围内的系统和方法的组成部分的实例。
Claims (17)
1.一种用于模拟环甲膜切开术程序的人工解剖模型，所述模型包含：
上身结构，所述上身结构包括颈部构件，所述颈部构件具有由膜横跨的气管进入窗；
解剖学上精确的喉-气管结构，所述喉-气管结构设置在所述膜下的所述颈部构件内；所述结构由刚性第一材料构成并包括设置在其中的可切割人工环甲膜，所述可切割人工环甲膜被构造成用于在所述气管进入窗中对齐，所述可切割人工环甲膜材料密封与其流体连通的可膨胀腔室；
模拟的喉-气管结构，所述模拟的喉-气管结构设置在所述膜下的颈部构件内，并被构造成用于在所述气管进入窗中对齐；所述模拟的喉-气管结构包含刚性第一材料的第一构件，所述第一构件的形状和尺寸被确定为限定环甲间隙，所述环甲间隙覆盖被接纳在其中的第二构件的可切割人工环甲膜材料，所述第二构件布置成密封与其连接的可膨胀腔室。
2.根据权利要求1所述的人工解剖模型，其中所述解剖学上精确的喉-气管结构的所述刚性第一材料包含聚丙交酯。
3.根据权利要求1所述的人工解剖模型，其中所述可切割人工环甲膜包含聚氯乙烯和增塑剂。
4.根据权利要求1所述的人工解剖模型，其中横跨所述气管窗的所述膜包含硅树脂。
5.根据权利要求1所述的人工解剖模型，其中所述可膨胀腔室与可致动的二氧化碳储存器连接，所述可致动的二氧化碳储存器被构造成在压力传感器致动时向所述可膨胀腔室递送一定量的二氧化碳。
6.根据权利要求5所述的人工解剖模型，还包括用于调节所述一定量的二氧化碳的电路系统。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的人工解剖模型，其中所述可膨胀腔室连接到可蒸发酒精的储存器。
8.根据前述权利要求1所述的人工解剖模型，其中所述可膨胀腔室的顺应性近似于人类的肺部的顺应性。
9.根据前述权利要求1所述的人工解剖模型，其中所述可膨胀腔室被构造成在通过气管插管将空气引入到所述模型中时膨胀，所述气管插管通过在所述可切割人工环甲膜中形成的切口插入。
10.根据前述权利要求1所述的人工解剖模型，其中在所述环甲膜切开术程序开始之前，所述可膨胀腔室密封并相对于外部环境被充气到更高的压力。
11.根据前述权利要求1所述的人工解剖模型，其中跨越所述气管进入窗的可切割弹性膜、所述可切割人工环甲膜和所述解剖学上精确的喉-气管结构是能够独立替换的。
12.一种用于模拟环甲膜切开术程序的系统，所述系统包含：
人工解剖模型，所述人工解剖模型包含
上身结构，所述上身结构包括颈部构件，所述颈部构件具有由可切割弹性膜跨越的气管进入窗；
解剖学上精确的喉-气管结构，所述喉-气管结构设置在所述可切割弹性膜下的所述颈部构件内；所述结构由相对刚性的材料构成，并且包括在气管进入窗中对齐的可切割人工环甲膜材料，所述可切割人工环甲膜材料密封与其流体连通的可膨胀腔室；
模拟的喉-气管结构，所述模拟的喉-气管结构设置在所述膜下的颈部构件内，并被构造成用于在所述气管进入窗中对齐；所述模拟的喉-气管结构包含刚性第一材料的第一构件，所述第一构件的形状和尺寸被确定为限定环甲间隙，所述环甲间隙覆盖被接纳在其中的第二构件的可切割人工环甲膜材料，所述第二构件密封与其流体连通的可膨胀腔室；以及
二氧化碳储存器，所述二氧化碳储存器与所述可膨胀腔室流体连通，被构造成在检测到压力提升时将一定量的二氧化碳分配到所述可膨胀腔室中。
13.根据权利要求12所述的系统，还包含用于调节所述一定量的二氧化碳的电路系统。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的系统，其中所述可膨胀腔室连接到可蒸发酒精的储存器。
15.根据前述权利要求12所述的系统，其中所述可膨胀腔室的测量的顺应性近似于人类的肺部的顺应性。
16.根据前述权利要求12所述的系统，其中所述可膨胀腔室被构造成在通过气管插管将空气引入到所述模型中时膨胀，所述气管插管通过在所述环甲膜中形成的切口插入。
17.根据前述权利要求12所述的系统，其中在所述环甲膜切开术程序开始之前，所述可膨胀腔室相对于外部环境被充气到更高的压力。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HK32021024739.3 | 2021-02-02 | ||
| HK32021024739 | 2021-02-02 | ||
| HK32021029033.6 | 2021-04-09 | ||
| HK32021029033 | 2021-04-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114842719A CN114842719A (zh) | 2022-08-02 |
| CN114842719B true CN114842719B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=82593881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210115931.0A Active CN114842719B (zh) | 2021-02-02 | 2022-02-07 | 紧急外科手术气道手术模拟装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220246062A1 (zh) |
| CN (1) | CN114842719B (zh) |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1438956A (en) * | 1972-09-09 | 1976-06-09 | Garbe D R | Anatomical model for teaching the intubation of the human trachea |
| WO2002038039A2 (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-16 | Toly Christopher C | Human surgical trainer and methods for training |
| CA2739648A1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Lawrence Stock | Training device for medical procedures |
| CN201570170U (zh) * | 2009-12-02 | 2010-09-01 | 南京中医药大学 | 气管切开训练人体模型 |
| CN101877191A (zh) * | 2009-04-29 | 2010-11-03 | 营口巨成教学科技开发有限公司 | 电子警示气管插管训练仿真模型 |
| CN201838241U (zh) * | 2010-07-20 | 2011-05-18 | 天津市天堰医教科技开发有限公司 | 环甲膜穿刺和切开仿真训练模型 |
| CN202662214U (zh) * | 2012-05-25 | 2013-01-09 | 天津市天堰医教科技开发有限公司 | 带有模拟吞咽结构的甲状腺检查模型 |
| CA2894673A1 (en) * | 2012-05-20 | 2013-11-28 | Stuart Charles Segall | Medical care training mannequin for realistic emergency medical training |
| CN103426350A (zh) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 天津市天堰医教科技开发有限公司 | 一种模拟吞咽的装置及其实施方法 |
| CN105072985A (zh) * | 2013-01-22 | 2015-11-18 | 夏洛特-梅克伦堡医院管理局D/B/A卡罗莱纳健康护理系统 | 监测血压的装置、系统和方法 |
| CN204884376U (zh) * | 2015-08-06 | 2015-12-16 | 北京大学人民医院 | 可拆式喉部解剖教学模具 |
| CN107945637A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 江苏亚华救生装备有限公司 | 一种可穿戴式环甲膜穿刺模拟装备 |
| CN207883183U (zh) * | 2017-08-07 | 2018-09-18 | 浙江大学 | 一种困难气道教学模型 |
| CN209000347U (zh) * | 2018-06-28 | 2019-06-18 | 中国医学科学院整形外科医院 | 一种环甲膜毗邻解剖结构演示模型 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9679501B2 (en) * | 2013-03-07 | 2017-06-13 | Syndaver Labs, Inc. | Cricothyroidotomy simulation device |
| US10806881B2 (en) * | 2016-07-08 | 2020-10-20 | Wolf Technical Services, Inc. | Cricotherotomy apparatus and method |
| US20180318537A1 (en) * | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Trenton Ames Stephenson | Emergent cricothyrotomy guide and cradle |
-
2022
- 2022-01-26 US US17/585,246 patent/US20220246062A1/en active Pending
- 2022-02-07 CN CN202210115931.0A patent/CN114842719B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1438956A (en) * | 1972-09-09 | 1976-06-09 | Garbe D R | Anatomical model for teaching the intubation of the human trachea |
| WO2002038039A2 (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-16 | Toly Christopher C | Human surgical trainer and methods for training |
| CA2739648A1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Lawrence Stock | Training device for medical procedures |
| CN101877191A (zh) * | 2009-04-29 | 2010-11-03 | 营口巨成教学科技开发有限公司 | 电子警示气管插管训练仿真模型 |
| CN201570170U (zh) * | 2009-12-02 | 2010-09-01 | 南京中医药大学 | 气管切开训练人体模型 |
| CN201838241U (zh) * | 2010-07-20 | 2011-05-18 | 天津市天堰医教科技开发有限公司 | 环甲膜穿刺和切开仿真训练模型 |
| CA2894673A1 (en) * | 2012-05-20 | 2013-11-28 | Stuart Charles Segall | Medical care training mannequin for realistic emergency medical training |
| CN202662214U (zh) * | 2012-05-25 | 2013-01-09 | 天津市天堰医教科技开发有限公司 | 带有模拟吞咽结构的甲状腺检查模型 |
| CN103426350A (zh) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 天津市天堰医教科技开发有限公司 | 一种模拟吞咽的装置及其实施方法 |
| CN105072985A (zh) * | 2013-01-22 | 2015-11-18 | 夏洛特-梅克伦堡医院管理局D/B/A卡罗莱纳健康护理系统 | 监测血压的装置、系统和方法 |
| CN204884376U (zh) * | 2015-08-06 | 2015-12-16 | 北京大学人民医院 | 可拆式喉部解剖教学模具 |
| CN107945637A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 江苏亚华救生装备有限公司 | 一种可穿戴式环甲膜穿刺模拟装备 |
| CN207883183U (zh) * | 2017-08-07 | 2018-09-18 | 浙江大学 | 一种困难气道教学模型 |
| CN209000347U (zh) * | 2018-06-28 | 2019-06-18 | 中国医学科学院整形外科医院 | 一种环甲膜毗邻解剖结构演示模型 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 环甲膜切开术的认识误区及改良设计;杨静;陈晓红;黄志刚;;中国医学文摘(耳鼻咽喉科学)(06);128-130 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220246062A1 (en) | 2022-08-04 |
| CN114842719A (zh) | 2022-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6296490B1 (en) | Ventilation training analyzer manikin | |
| US9697750B2 (en) | Lung compliance simulation system and associated methods | |
| US5823787A (en) | Training mannequin for management of normal and abnormal airways | |
| Shim et al. | The adequacy of inhalation of aerosol from canister nebulizers | |
| EP2537150B1 (en) | Interactive education system for teaching patient care | |
| US20070218438A1 (en) | Tracheotomy teaching aid | |
| US10909885B2 (en) | Physiological training system | |
| KR101883321B1 (ko) | 훈련 및 평가가 가능한 기도삽관 실습장치 | |
| US20210248925A1 (en) | Resuscitation dummy | |
| KR20160055624A (ko) | 훈련 및 평가가 가능한 기도삽관 실습장치 | |
| CN114842719B (zh) | 紧急外科手术气道手术模拟装置 | |
| US11037467B2 (en) | Suction simulation system | |
| CN109003497A (zh) | 气道管理训练方法及系统 | |
| US20220335860A1 (en) | Apparatus, systems, and methods for simulating urinary procedure(s) | |
| US11488495B2 (en) | Patient simulator | |
| WO2002037453A1 (en) | Method and apparatus for measuring application of pressure to an imitation body part | |
| JP3455822B2 (ja) | 二次救命処置訓練モデル | |
| WO2006118207A1 (ja) | 上気道エアウェイ挿入練習装置 | |
| Noh et al. | Development of the Airway Management Training System WKA-1 designed to embed arrays of Sensors into a Conventional Mannequin | |
| CN2751387Y (zh) | 新生儿气管插管训练模型 | |
| Sprick et al. | A new part task trainer for teaching and learning confirmation of endotracheal intubation | |
| Nutter et al. | Cuffed Pediatric Endotracheal Tubes | |
| WO2011159172A1 (en) | Respiration simulator | |
| AU2022247140A1 (en) | Ventilation assistance | |
| Balassan et al. | Pediatric and neonatal lung simulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 40075817 Country of ref document: HK |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |