CN206864055U - 桡动脉穿刺练习模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型目的在于公开一种桡动脉穿刺练习模型，该系统能实现模拟桡动脉，同时可调节跳动的频率和强弱。包括心率模拟模块、血管压力调节模块、仿真手臂及仿真桡动脉、带有红色的模拟血液四个部分。与现有技术相比，本实用新型系统可以仿真模拟桡动脉跳动压力及频率，可以给麻醉学生接近真实的练习桡动脉穿刺。本系统操作简单，人机界面交流友好。跳动部分桡动脉可满足多次穿刺需要，并且可以方便地更换。
Description
技术领域
本发明涉及医疗机械技术领域，特别涉及一种医学实验模型。
背景技术
静脉穿刺有关的现有技术，结构设计：有一个蠕动泵，构成闭路循环，能产生流量。结构比较简单，也绝不会产生动脉。这种结构没有界面，不可调，没有人机界面。而有关桡动脉穿刺模型，目前还没有类似的同类技术。
发明内容
本发明目的在于公开一种桡动脉穿刺练习模型，该系统能实现模拟桡动脉，同时可调节跳动的频率和强弱。
本发明需要保护的技术方案表征为：
一种桡动脉穿刺练习模型，特征在于，包括心率模拟模块、血管压力调节模块、仿真手臂及仿真桡动脉、带有红色的模拟血液四个部分。
所述心率模拟模块，用于控制模拟心率跳动的快慢。其包括蠕动泵4、第二步进电机41、控制模块10、第一调节开关2、模拟血输入口12、模拟血输出口13，所述第二步进电机41输出轴411连接蠕动泵4，所述第二步进电机41连接控制模块10，所述控制模块10连接第一调节开关2，所述第一调节开关2作为输入键对第二步进电机41转速输入调控。所述蠕动泵4两端分别连接有模拟血输入口12、模拟血输出口13。
所述血管压力调节模块，该模块通过三通管接入所述心率模拟模块的模拟血输出口13处，用于维持模拟血管内基础压力。血管压力调节模块，其包括第一步进电机5、螺杆51、螺母52、条形块53、直线导轨导向机构54、控制电路6、三态门开关模块8、第二调节开关3、活塞及缸柱55，所述第一步进电机5固定，第一步进电机5输出轴与垂直态的螺杆51同轴，所述垂直的螺杆51、直线导轨导向机构54、活塞551三者平行，螺杆51、螺母52螺纹连接，所述螺杆51限位于圆点仅能原位 旋转，所述条形块53同时连接直线导轨导向机构54、活塞551、螺母52，通过位置效应使得当第一步进电机5的旋转转化为螺母52带动条形块53上或者下的直线位移，由此带动条形块53上的活塞551在缸柱552内同步稳定地上移推入加压或者下移退缩释压。所述缸柱552在模拟血液输出口13接入整个模拟血管路。所述三态门开关模块8的输出与第一步进电机5连接。
系统还可以包括交互模块，交互模块包括压力传感器9、控制单元1、显示器、输入键，压力传感器9的输出与控制单元1连接，所述显示器输入端、输入键分别与控制单元1连接。
所述交互模块为采集处理和输出模块，通过压力传感器9采集模拟血管内流体压力，获得波形的最高压力值VMAX、最小压力值MIN、时间T，最高压力值视为收缩压，最小压力值视为舒张压,时间周期的倒数视为频率，并通过显示器显示转化后的曲线。
所述仿真手臂及仿真桡动脉，设置于箱体20的外部，通过模拟血液管路与心率模拟模块、血管压力调节模块连接形成环路。
模拟血液贯穿于模拟血液管路内。
与现有技术相比，本发明系统可以仿真模拟桡动脉跳动压力及频率，可以给麻醉学生接近真实的练习桡动脉穿刺。本系统操作简单，人机界面交流友好。跳动部分桡动脉可满足多次穿刺需要，并且可以方便地更换。
附图说明
图1为实施例外观构造示意图
图2为血管基础压调节模块原理示意图
图3为血管压力调节模块传动及导向结构示意图
图4为心率模拟模块原理示意图
图5为电源模块供电示意图
图6为传感器采集、处理、显示示意图
图7传感器采集、处理、显示的流程图
图8为系统整体结构示意图(虚线是电线，实线是模拟血管)
数字标记：1单片机(信号采集及处理模块)，2第一调节开关，3第二调节开 关，4蠕动泵，41第二步进电机，第二步进电机输出轴411，5模拟血管压调节泵，6模拟血管压调节泵驱动模块，7行程报警模块，8三态门开关模块，9压力传感器，10蠕动泵驱动模块，11电源，12模拟血输入口，13模拟血输出口，14电源开关，15蠕动泵启动开关，16、17三通管，19桡动脉装置，20机箱，机箱顶部201，21心率设置键，22心率启动开关，23血压设置键，24桡动脉信号显示屏，51螺杆，52螺母，53条形块，54直线导轨导向机构,55活塞及缸柱，551活塞，552缸柱.
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步说明。
实施例
本系统的核心部分，作为优选方案，分别介绍如下。
第一部分：心率模拟模块
用于控制模拟心率跳动的快慢。
采用蠕动泵4流量可调以实现模拟心率的频率可调。
采用第二步进电机41驱动蠕动泵每分钟2500ml剂量的泵送来实现桡动脉的跳动。
采用可调式电阻式作为第一调节开关2(为现有技术)，所述第一调节开关2串接控制模块10，所述控制模块10连接第二步进电机41，从而调节蠕动泵的转速，以调节每分钟泵送剂量，最终实现调节心率。
如图3所示，结构设计：所述心率模拟模块，其包括蠕动泵4、第二步进电机41、控制模块10、第一调节开关2、模拟血输入口12、模拟血输出口13，所述第二步进电机41输出轴411连接蠕动泵4，所述第二步进电机41连接控制模块10，所述控制模块10连接第一调节开关2，所述第一调节开关2通过调节接入电路中电阻值，由此通过控制模块10转化为对第二步进电机41转速输入的调控，所述调节开关第一2安装于系统机箱20的外部。所述蠕动泵4两端分别连接有模拟血输入口12、模拟血输出口13，从而连接整个模拟管路系统。
第二部分：血管压力调节模块
该整个模块通过三通管接入所述心率模拟模块的模拟血输出口13处(如图8所示)，用于维持模拟血管系统内基础压力。
实现机制：通过第一步进电机5线性运动来调整模拟血管内的压力。具体来说，由第一步进电机5输出轴控制活塞在缸柱内的行程，来控制和维持整个模拟血管管路的基础压力。当基础压力下降时，推入活塞增加整个模拟管路系统的血量来提压，到达一定阈值则报警提示；当压力过高时，返回活塞则下调整个模拟管路系统的血压，到达相应极限阈值则又提示另一种声音的报警提示。
通过三态门电路控制第一步进电机5来实现模拟血管内的压力调节。
如图2、图3所示，结构设计：所述的血管压力调节模块，其包括第一步进电机5、螺杆51、螺母52、条形块53、直线导轨导向机构54、控制电路6、三态门开关模块8、第二调节开关3、活塞及缸柱55，所述第一步进电机5固定，第一步进电机5输出轴与垂直态的螺杆51同轴，所述垂直的螺杆51、直线导轨导向机构54、活塞551三者平行，螺杆51、螺母52螺纹连接，所述螺杆51限位于圆点仅能原位旋转，所述条形块53同时连接直线导轨导向机构54、活塞551、螺母52，通过位置效应使得当第一步进电机5的旋转转化为螺母52带动条形块53上或者下的直线位移，由此带动条形块53上的活塞551在缸柱552内同步稳定地上移推入加压或者下移退缩释压。所述缸柱552在模拟血液输出口13接入整个模拟血管路系统。所述的第二调节开关3为三种状态开关，安装于机箱20外部，与三态门开关模块8的输入连接，分别定义为“加压”“减压”“停止”，所述三态门开关模块8的输出与第一步进电机5连接。
第三部分：交互模块
交互模块包括压力传感器9、控制单元1、显示器、输入键，压力传感器9的输出与控制单元1连接，所述显示器输入端、输入键分别与控制单元1连接。
如图6、图7所示原理，通过压力传感器9采集模拟血管内流体压力的实时变化，再通过控制单元1获得如图6所示的波，由该波即可获得三个参数：
通过控制单元1处理分解出波形的最高压力值VMAX、最小压力值MIN、时间T，最高压力值可以视为收缩压，最小压力值可以视为舒张压,时间周期的倒数可视为频率，并通过显示器显示转化后的曲线。
压力传感器(测量范围0-50kb)分析模拟血管压力与模拟脉搏频率。
人机界面通过压力传感器9能够人机交流，能够显示实时动态收缩压、舒张压、 心率的变化情况，同时能设置各参数。(所述的控制单元，采用单片机，型号：32T采集压力信号)
第四部分：仿真手臂及仿真桡动脉(模拟手外购，动脉是超薄纯橡皮管及活接)
该部分属于现有技术。例如，中国发明专利申请即已公开过一种《桡动脉穿刺练习模型及穿刺练习方法》(申请号201510082369.6)，可适用于本发明技术方案中。
机理上，本发明第一部分、第二部分为两个独立运作的子系统。
Claims (2)
1.一种桡动脉穿刺练习模型，特征在于，包括心率模拟模块、血管压力调节模块、仿真手臂及仿真桡动脉、带有红色的模拟血液四个部分；
所述心率模拟模块，用于控制模拟心率跳动的快慢，其包括蠕动泵(4)、第二步进电机(41)、控制模块(10)、第一调节开关(2)、模拟血输入口(12)、模拟血输出口(13)，所述第二步进电机(41)输出轴(411)连接蠕动泵(4)，所述第二步进电机(41)连接控制模块(10)，所述控制模块(10)连接第一调节开关(2)，所述第一调节开关(2)作为输入键对第二步进电机(41)转速输入调控；所述蠕动泵(4)两端分别连接有模拟血输入口(12)、模拟血输出口(13)；
所述血管压力调节模块，该模块通过三通管接入所述心率模拟模块的模拟血输出口(13)处，用于维持模拟血管内基础压力；血管压力调节模块，其包括第一步进电机(5)、螺杆(51)、螺母(52)、条形块(53)、直线导轨导向机构(54)、控制电路(6)、三态门开关模块(8)、第二调节开关(3)、活塞及缸柱(55)，所述第一步进电机(5)固定，第一步进电机(5)输出轴与垂直态的螺杆(51)同轴，所述垂直的螺杆(51)、直线导轨导向机构(54)、活塞(551)三者平行，螺杆(51)、螺母(52)螺纹连接，所述螺杆(51)限位于圆点仅能原位旋转，所述条形块(53)同时连接直线导轨导向机构(54)、活塞(551)、螺母(52)，通过位置效应使得当第一步进电机(5)的旋转转化为螺母(52)带动条形块(53)上或者下的直线位移，由此带动条形块(53)上的活塞(551)在缸柱(552)内同步稳定地上移推入加压或者下移退缩释压；所述缸柱(552)在模拟血液输出口(13)接入整个模拟血管路；所述三态门开关模块(8)的输出与第一步进电机(5)连接；
所述仿真手臂及仿真桡动脉，设置于箱体(20)的外部，通过模拟血液管路与心率模拟模块、血管压力调节模块连接形成环路；
模拟血液贯穿于模拟血液管路内。
2.如权利要求1所述的桡动脉穿刺练习模型，特征在于，还包括交互模块，所述交互模块包括压力传感器(9)、控制单元(1)、显示器、输入键，压力传感器(9)的输出与控制单元(1)连接，所述显示器输入端、输入键分别与控制单元(1) 连接；
所述交互模块为采集处理和输出模块，通过压力传感器(9)采集模拟血管内流体压力，获得波形的最高压力值VMAX、最小压力值MIN、时间T，最高压力值视为收缩压，最小压力值视为舒张压,时间周期的倒数视为频率，并通过显示器显示转化后的曲线。
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