CN208673591U - 一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，相对于现有肾脏模拟装置仅为外观模型，其结构简单，功能单一，仿真度低，不能进行教学演练和手术操作等问题。本实用新型提供的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，可用于临床前教学及科学研究。该模型仿人体肾脏器官的部件与人体肾脏器官按照1:1比例制作而成，其仿真度高，同时通过脉冲泵、压力控制部件和阀门，可模拟肾脏血液循环和尿液生成的关系；并且装置各部件采用组装拼接而成，可用于临床手术操作和教学示范，医疗工作者可模拟肾脏移植手术的相关流程操作，提高医疗工作者对肾脏器官的了解和手术成功率。

Description

一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型

技术领域

本实用新型涉及医学教学及科研辅助工具领域，尤其涉及一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型。该模型可作为临床前教学及科研平台。

背景技术

肾脏作为人体的排泄器官，对于人体的重要性不言而喻，但受饮食结构的改变以及生活压力增大等因素的影响，近年来慢性肾脏疾病的发病率具有上升趋势。因此，培养优秀泌尿专业相关医务人员是解决医务人员紧张的重要环节。

在传统医学教学中常用的教学模型主要由两种：分别为人体标本和现用医用塑料教学模型。人体标本虽然作为学生学习解剖结构的主要载体，但是在学习过程中，人体标本为采用化学试剂浸泡制成，器官形状及功能已经失真，而且在伦理以及心理方面存在诸多阻碍；现有医用塑料教学模型虽然克服了人体标本的缺陷，包括形状失真以及心理伦理的阻碍，但是现有的医用塑料教学模型采用不透明材料制成，难以观察到器官内部甚至内部组织的形态结构，此外，现有的医用塑料教学模型为了便于显示其形状结构，其材质通常为硬质材质，不仅不能给学生很好的感官刺激而且不能模拟器官的功能以及演示相关的手术的流程。

实用新型内容

本申请提供了一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，以解决现有肾脏医用塑料教学模型仅为外观模型，其结构简单，功能单一，仿真度低，不能进行教学演练和手术操作等问题。本实用新型提供了如下技术方案：

一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，包括肾脏模型、第一管件、第二管件、脉冲泵、储液器、连接管件和排液管；

所述肾脏模型包括：主体部件、支部件和连接部件；

所述主体部件外壁设置透明层，所述支部件外壁设置透明层，所述连接部件外壁设置透明层；

所述主体部件通过所述连接部件与所述支部件连接；

所述主体部件设有介质入口端和介质出口端；

所述支部件和所述排液管连接；

所述连接部件的隆起端设有压力控制部件，所述压力控制部件，包括压力控制阀、外壳、固定板、密封板和固定柱，

所述外壳为圆台形，所述外壳顶部设有出口端，所述外壳的底部设有入口端，所述外壳入口端的直径长度小于所述外壳出口端的直径长度；

所述固定柱插接所述压力控制阀中，所述压力控制阀的一端与所述固定板连接，所述压力控制阀(1211)的另一端与所述密封板连接；

所述第二管件包括：第二主管和第二支管；

所述第二主管的入口端与所述脉冲泵的出口端连接；

所述第二主管的出口端与所述第二支管的入口端连接；

所述第二支管出口端接入所述肾脏模型内，且与所述介质入口端连接；

所述第一管件包括：第一阀门、第二阀门、第一主管和第一支管，所述第一主管的出口端与所述储液器的入口端连接；所述第一主管的入口端与所述第一支管的出口端连接；

所述第一支管的入口端接入所述肾脏模型内，且与所述介质出口端连接；所述第二阀门设置在所述第一支管出口端的前端，所述第一阀门设置在所述第一支管入口端的后端；

所述脉冲泵的入口端通过连接管件与所述储液器的出口端连接。

可选地，所述第一阀门为单向阀。

可选地，所述固定板包括连接杆、圆板，圆环；

所述圆板与所述压力控制阀连接；

所述圆板的外环通过所述连接杆与所述圆环连接；

所述连接杆有3个，且所述3个连接杆与所述圆板连接端的延长线夹角互为120°，所述圆环设置在所述外壳的出口端。

可选地，所述用于模拟肾脏手术的装置还包括肾上腺模型，所述肾上腺模型为三角形，所述肾上腺模型与所述肾脏模型的顶部连接。

可选地，所述第二管件外壁设有透明层。

可选地，所述第一管件外壁设有透明层。

可选地，所述第二管件包括拼接接头和拼接部件，所述第二管件通过所述拼接接头和所述拼接部件连接组成。

可选地，所述肾脏模型和所述第二管件之间设置有压力探头。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，以解决现有技术中肾脏模拟装置仅为外观模型，其结构简单，功能单一，仿真度低，不能进行教学演练和手术操作等问题。现有肾脏模拟装置仅为外观模型，其结构简单，功能单一，仿真度低，不能进行教学演练和手术操作等问题。本实用新型提供的用于模拟肾脏手术的装置，仿人体肾脏器官的部件与人体肾脏器官按照相同比例制作而成，仿真度高，同时通过脉冲泵、压力控制部件和阀门，可模拟肾脏血液循环与尿液生成的关系，模拟度高；并且装置各部件采用组装拼接而成，可用于临床手术操作和教学示范，医疗工作者可模拟肾脏移植手术的相关流程操作，提高医疗工作者对肾脏器官的了解和手术成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型各部件拼接的一种实施例结构示意图。

图2为本申请模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型的一种实施例结构示意图。

图3为本申请连接部件的一种实施例结构示意图。

图4为本申请压力控制部件的一种实施例示意图。

图5为本申请压力控制部件的一种实施例结构示意图。

图6为本申请压力控制部件上固定板的实施例结构示意图。

图7为本申请第二支管与肾脏的一种实施例连接示意图。

图8为本申请用于模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型各部件拼接的另一种实施例结构示意图。

图9为本申请第二管件拼接示意图。

附图标记说明：

1.肾脏模型；2.第一管件；3.第二管件；4.脉冲泵；5储液器；6连接管件；7.排液管；8.肾上腺；11.支部件；12.连接部件；13.主体部件；21.第一主管；22.第一支管；23.第一阀门；24.第二阀门；31.第二主管；32.第二支管；33.拼接接头；34.拼接部件；121.压力控制部件；1211.压力控制阀；1212.外壳；1213.固定板；1214.密封板；1215.固定柱；12131.连接杆；12132.圆板；12133.圆环；131.血液入口端；132.血液出口端。

具体实施方式

一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：包括肾脏模型1、第一管件2、第二管件3、脉冲泵4、储液器5、连接管件6和排液管7；

所述肾脏模型1包括：主体部件13、支部件11和连接部件12；

所述主体部件13外壁设置透明层，所述支部件11外壁设置透明层，所述连接部件12外壁设置透明层；

所述主体部件13通过所述连接部件12与所述支部件11连接；

所述主体部件13设有介质入口端131和介质出口端132；

所述支部件11和所述排液管7连接；

所述连接部件12的隆起端设有压力控制部件121，所述压力控制部件121，包括压力控制阀1211、外壳1212、固定板1213、密封板1214和固定柱1215，

所述外壳1212为圆台形，所述外壳1212顶部设有出口端，所述外壳1212的底部设有入口端，所述外壳1212入口端的直径长度小于所述外壳1212出口端的直径长度；

所述固定柱1215插接所述压力控制阀1211中，所述压力控制阀1211的一端与所述固定板1213连接，所述压力控制阀1211的另一端与所述密封板1214连接；

所述第二管件3包括：第二主管31和第二支管32；

所述第二主管31的入口端与所述脉冲泵4的出口端连接；

所述第二主管31的出口端与所述第二支管32的入口端连接；

所述第二支管32出口端接入所述肾脏模型1内，且与所述介质入口端131连接；

所述第一管件2包括：第一阀门23、第二阀门24、第一主管21和第一支管22，所述第一主管21的出口端与所述储液器5的入口端连接；所述第一主管21的入口端与所述第一支管22的出口端连接；

所述第一支管22的入口端接入所述肾脏模型1内，且与所述介质出口端132连接；所述第二阀门24设置在所述第一支管22出口端的前端，所述第一阀门23设置在所述第一支管22入口端的后端；

所述脉冲泵4的入口端通过连接管件6与所述储液器5的出口端连接。

肾脏是人体重要的器官，人体有两个肾脏，分别位于腰部脊椎左右两侧，两个肾脏形态、大小、重量大致相同，其长度为10-12cm，宽为5-6cm，厚度为2.5-4cm，重量为100-150g。肾脏的基本功能是生成尿液，去除体内多余的水分和盐分，借以清除体内代谢产物及某些废物、毒物，同时经重吸收功能保留水分及其他有用物质，如葡萄糖、蛋白质、氨基酸、钠离子、钾离子、碳酸氢钠等，以调节水、电解质平衡及维护酸碱平衡，肾脏同时还有具有调节内分泌功能，调节控制血压功能，过滤体内废物，产生有助于造血的荷尔蒙，促进红细胞生成，刺激维他命D的产生，平衡体内钙质，增强骨质等功能。

肾脏可分为内部结构、被膜和肾上腺。肾脏的内部结构，可分为肾实质和肾盂两部分。在肾纵切面可以看到，肾实质分内外两层：外层为皮质，内层为髓质。肾皮质新鲜时呈红褐色。由肾小球和肾小管所构成，部分皮质伸展至髓质锥体间，成为肾柱。肾髓质新鲜时呈淡红色，为10-20个锥体随构成。肾锥体在切面上呈三角形。锥体底部向肾凸面，尖端向肾门，锥体主要组织为集合管，锥体尖端称肾乳头，每一个乳头有10-20个乳头管，向肾小盏漏斗部开口。在肾窦内有肾小盏，为漏斗形的膜状小管，围绕肾乳头。肾椎体与肾小盏相连接。每个肾有7～8个肾小盏，相邻2～3个肾小盏合成一个肾大盏。每个肾有2～3个肾大盏，肾大盏汇合成扁漏斗状的肾盂。肾孟后端为输尿管。肾脏的功能主要由内部结构来实现的。肾脏的被摸分为纤维膜、肾脂肪囊和肾筋膜三层结构，主要功能是固定、保护肾脏。肾上腺是人体相当重要的内分泌器官，由于位于两侧肾脏的上方，左肾上腺呈半月形，右肾上腺为三角形。

需要说明的是，如图1所示，所述主体部件13主要用于对应人体肾实质；所述支部件11对应人体肾盂；所述连接部件12对应人体肾乳头；所述第二管件3对应人体动脉；所述第二主管31对应人体主动脉；所述第二支管对应人体肾动脉；所述第一管件2对应人体静脉；所述第二主管21对应人体主静脉；所述第二支管22对应人体肾静脉；所述排液管7对应人体排尿管。所述肾脏模型1是由透明材质制成的双层密封结构模型，其材质采用透明硅胶或者橡胶材料；所述肾脏模型1其形状为蚕豆状，其大小为长度10-12cm，宽为5-6cm，厚度为2.5-4cm，重量为100-150g，所述肾脏模拟1与人体器官肾脏大小和重量一致，因此肾脏模型1具有高仿真性。

另外，如图1所示，可以通过人工组装各个部件，形成所述用于模拟肾脏手术的装置。具体地，如图7所示，可以看出所示第二支管32，即肾动脉，通过插接的方式与肾脏连接。

本申请实施例模拟了肾脏压力和尿量的关系工作原理为：所述脉冲泵4通过所述第二管件3与所述肾脏模型1连接，所述储液器5通过所述连接管件6与所述脉冲泵4连接；所述储液器5通过所述第一管件2与所述肾脏1连接，并且所述第一连接管上设有所述第一阀门23和所述第二阀门24；所述肾脏模型1与所述排液管7连接，模拟血液的介质先注入到所述储液器5中，所述储液器5是一种容器，优选地，所述储液器5采用透明材质制成的容器。当所述介质达到所述脉冲泵4的最小启输量时，可启动所述脉冲泵4，优选地，所述脉冲泵4采用压力范围为0-300mmHg的脉冲泵，正常人体收缩压力为90-140mmHg，舒张压为60-90mmHg，采用压力范围为0-300mmHg的脉冲泵可模拟正常情况下人体内血压和尿液的关系，同时也可以人体高压或低压时，血压和尿液的关系。需要说明的是，所述第一阀门23是为常开状态，所述第二阀门24用于控制介质的流量；通过所述脉冲泵4将介质由所述第二管件3输送至所述肾脏模型1内的所述主要部件13中，此时，可调节所述第二阀门24开度，进而控制装置内介质的流量，所述脉冲泵4频率不变，减小所述第二阀门24的开度，装置内压力将升高。所述主体部件13通过所述连接部件12与所述支部件11连接；所述连接部件12的一端设有压力控制部件121，所述压力控制部件121，包括压力控制阀1211、外壳1212、固定板1213、密封板1214和固定柱1215，所述外壳1212一端为圆台形，所述外壳的尿液入口端的直径小于所述外壳的尿液出口端的直径；所述固定柱1215插入所述压力控制阀1211中；所述压力控制阀1211的一端连接所述固定板1213，所述压力控制阀1211的另一端连接密封板1214；所述支部件11与所述排液管7连接。当所述装置内压力大于所述压力控制阀1211的弹力时，介质推动所述密封板1214运动，产生尿液，此时，一部分介质从所述连接部件12流入所述支部件11，即进入所述支部件11的介质为尿液，所述尿液由所述支部件11进入所述排液管7中，最终通过所述排液管7排除尿液；另一部分介质将从所述主体部件13通过所述第一管件2回流到所述储液器5中。待装置内压力升至一定值时，调节所述第二阀门24开度至原开度，维持所述肾脏模型1压力稳定，完成整个肾脏排尿过程。此过程模拟了肾脏压力和尿量的关系，需要说明的是，因为所述主体部件13外壁设置透明层，所述支部件11外壁设置透明层，所述连接部件12外壁设置透明层，医疗工作者和学员可以更加直观清晰的观看到模拟过程。还需要说明的是，所述压力控制阀1211可以是弹簧阀，电磁控制阀、半透膜等带有相同功能的部件或装置。

本申请实施例模拟肾移植手术工作原理为：所述肾脏模型1内压力稳定后，通过止血钳阻断所述第二支管32内介质的流动，然后关闭所述脉冲泵4，将所述第二支管32、所述第一支管22和所述排液管7拔出，移除所述肾脏模型1，将另一个肾脏模型置于原位后接通所述第一支管22、第二支管23和所述排液管7，然后打开止血钳，启动所述脉冲泵4，此过程完成模拟肾移植手术。肾脏移植手术，血管连接方式有2种，如图2和图8所示为本申请用于模拟肾脏手术的装置各部件拼接的2种实施例结构示意图，医疗工作者既可以按照图2方式拼接，也可按照图8方式进行拼接。

上述实施例解决了现有肾脏模拟装置仅为外观模型，其结构简单，功能单一，仿真度低，不能进行教学演练和手术操作等问题。

进一步地，所述第一阀门23为单向阀，介质通过单向阀仅可以从阀门入口端向阀门出口端流动，采用单向阀主要目的是防止出现介质回流现象，确保模拟血液流动真实性。

进一步地，所述固定板1213包括连接杆12131、圆板12132，圆环12133；所述圆板12132与所述压力控制阀1211连接；所述圆板12132的外环通过所述连接杆12131与所述圆环12133连接；所述连接杆12131有3个，且所述3个连接杆12131与所述圆板12132连接端的延长线夹角互为120°，所述圆环12133设置在所述外壳1212的出口端。采用所述3个连接杆12131与所述圆板12132连接，且所述3个连接杆12131与所述圆板12132连接端的延长线夹角互为120°，不仅可以保证所述连接杆12131与所述固定板12132和所述圆环12133连接稳固，受力均匀，同时可节省材料，经济实惠。

进一步地，模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型还包括肾上腺模型8，所述肾上腺模型8为三角形，所述肾上腺模型8与所述肾脏模型1的顶部连接。在所述肾脏模型1顶部设置所述肾上腺模型8，可以更好的演示人体肾脏器官的相对位置，使学员清晰准确的掌握肾脏器官的结构，便于教学演示。人体有两个肾脏，左肾上腺呈半月形，右肾上腺为三角形，因此，如仿右肾上腺部位，所述肾上腺模型8也可为半月形。

进一步地，所述第二管件3外壁设有透明层。采用透明层，透光度好，便于操作人员或学员观察介质流动情况，优选地，第二管件3外包裹一层透明的红色材料，由于人体动脉一般用红色管表示，采用透明的红色材料，识别度高，符合人们惯性思维，更加便于操作人员或学员清晰掌握部件的位置关系和动脉血液流动状态。

进一步地，所述第一管件2外壁设有透明层。采用透明层，透光度好，便于操作人员或学员观察介质流动情况，优选地，第一管件2外包裹一层透明的蓝色材料，由于人体静脉一般用蓝色管表示，采用透明的蓝色材料，识别度高，符合人们惯性思维，更加便于操作人员或学员清晰掌握部件的位置关系和静脉血液流动状态。

进一步地，所述第二管件3包括拼接接头33和拼接部件34，所述第二管件3通过所述拼接接头34和所述拼接部件34连接组成。具体地，如图9所示，为本申请第二管件拼接示意图，采用所述拼接接头33和所述拼接部件34组装成所述第二管件，便于工作人员使用、拆卸，部件更换。优选地，所述第一管件2也可采用相同的结构连接组成。

进一步地，所述肾脏模型1和所述第二管件3之间设置有压力探头。设置压力探头的目的是，在临床前教学及科研时，可随时监控所述模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型内压力变化情况。

由以上技术方案可知，本实用新型提供了一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，包括脉冲泵、储液器、第二管件、第一管件、肾脏模型、排液管、连接管件，其中肾脏模型包括：主体部件、支部件和连接部件，连接部件的一端设有压力控制部件，压力控制部件包括压力控制阀、外壳、固定板、密封板和固定柱，相对于现有肾脏模拟装置仅为外观模型，其结构简单，功能单一，仿真度低，不能进行教学演练和手术操作等问题。本实用新型提供的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，可用于临床前教学及科学研究，仿人体肾脏器官的部件与人体肾脏器官按照1:1比例制作而成，其仿真度高，同时通过脉冲泵、压力控制部件和阀门，可模拟肾脏血液循环和尿液生成的关系，模拟度高；并且装置各部件采用组装拼接而成，可用于临床手术操作和教学示范，医疗工作者可模拟肾脏移植手术的相关流程操作，提高医疗工作者对肾脏器官的了解和手术成功率。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：包括肾脏模型(1)、第一管件(2)、第二管件(3)、脉冲泵(4)、储液器(5)、连接管件(6)和排液管(7)；

所述肾脏模型(1)包括：主体部件(13)、支部件(11)和连接部件(12)；

所述主体部件(13)外壁设置透明层，所述支部件(11)外壁设置透明层，所述连接部件(12)外壁设置透明层；

所述主体部件(13)通过所述连接部件(12)与所述支部件(11)连接；

所述主体部件(13)设有介质入口端(131)和介质出口端(132)；

所述支部件(11)和所述排液管(7)连接；

所述连接部件(12)的隆起端设有压力控制部件(121)，所述压力控制部件(121)，包括压力控制阀(1211)、外壳(1212)、固定板(1213)、密封板(1214)和固定柱(1215)，

所述外壳(1212)为圆台形，所述外壳(1212)顶部设有出口端，所述外壳(1212)的底部设有入口端，所述外壳(1212)入口端的直径长度小于所述外壳(1212)出口端的直径长度；

所述固定柱(1215)插接所述压力控制阀(1211)中，所述压力控制阀(1211)的一端与所述固定板(1213)连接，所述压力控制阀(1211)的另一端与所述密封板(1214)连接；

所述第二管件(3)包括：第二主管(31)和第二支管(32)；

所述第二主管(31)的入口端与所述脉冲泵(4)的出口端连接；

所述第二主管(31)的出口端与所述第二支管(32)的入口端连接；

所述第二支管(32)出口端接入所述肾脏模型(1)内，且与所述介质入口端(131)连接；

所述第一管件(2)包括：第一阀门(23)、第二阀门(24)、第一主管(21)和第一支管(22)，所述第一主管(21)的出口端与所述储液器(5)的入口端连接；所述第一主管(21)的入口端与所述第一支管(22)的出口端连接；

所述第一支管(22)的入口端接入所述肾脏模型(1)内，且与所述介质出口端(132)连接；所述第二阀门(24)设置在所述第一支管(22)出口端的前端，所述第一阀门(23)设置在所述第一支管(22)入口端的后端；

所述脉冲泵(4)的入口端通过连接管件(6)与所述储液器(5)的出口端连接。

2.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述第一阀门(23)为单向阀。

3.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述固定板(1213)包括连接杆(12131)、圆板(12132)，圆环(12133)；

所述圆板(12132)与所述压力控制阀(1211)连接；

所述圆板(12132)的外环通过所述连接杆(12131)与所述圆环(12133)连接；

所述连接杆(12131)有3个，且所述3个连接杆(12131)与所述圆板(12132)连接端的延长线夹角互为120°，所述圆环(12133)设置在所述外壳(1212)的出口端。

4.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型还包括肾上腺模型(8)，所述肾上腺模型(8)为三角形，所述肾上腺模型(8)与所述肾脏模型(1)的顶部连接。

5.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述第二管件(3)外壁设有透明层。

6.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述第一管件(2)外壁设有透明层。

7.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述第二管件(3)包括拼接接头(33)和拼接部件(34)，所述第二管件(3)通过所述拼接接头(33)和所述拼接部件(34)连接组成。

8.如权利要求1所述的模拟血液循环及尿液生成功能的肾脏手术模型，其特征在于：所述肾脏模型(1)和所述第二管件(3)之间设置有压力探头。