CN210073104U - 一种拟人的可形变的肺部动态体模 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属涉及一种拟人的可形变的肺部动态体模，包括第一气囊，所述第一气囊具有封闭的空腔，所述第一气囊中设有两个第二气囊，所述第一气囊中设有肿瘤模拟物；所述第二气囊中设有多个分支气管，所述分支气管的一端设置于第二气囊中，另一端与通气管的一端连通，所述通气管的另一端穿过第二气囊后与主气管连通，所述主气管穿过第一气囊后与外部供气装置连通；所述第一气囊内壁与第二气囊外壁之间填充有支撑体。本实用新型能够模拟肺部呼吸时肺部器官的形变，能够对左右肺部模拟物的通气量进行精确控制。
Description
技术领域
本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种拟人的可形变的肺部动态体模。
背景技术
肺部的呼吸运动会给肺部的CT成像和肺部肿瘤的放射治疗带来误差。医学成像领域和肿瘤放射治疗领域都在试图对肺部不同时相的运动进行精准的捕捉，以达到精准诊断和精准治疗的目的。CT对肺部运动的成像效果直接影响后期的肺部疾病诊断的准确性。而对放射治疗中呼吸运动的精准模拟可以控制病人靶区的偏离，减少危及器官的受辐射剂量，从而减少放疗引起的损伤(例如放射性肺炎)的发生率。
但是发明人了解到，市场上评价CT对肺部成像效果和放疗中呼吸运动对靶区剂量影响的体模很少。虽然肺部动态体模有很多，但是大多数都是用刚性不可形变的材料制成，无法模拟肺部呼吸时胸部器官的形变。大部分体模仅用简单的几何形状模拟肺部的轮廓及肿瘤部位，无法仿真病人肺部真实的解剖结构。此外，这些体模无法对左右肺的通气量进行精确控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种拟人的可形变的肺部动态体模，能够模拟肺部呼吸时肺部器官的形变，能够对左右肺部模拟物的通气量进行精确控制。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种拟人的可形变的肺部动态体模，包括第一气囊，所述第一气囊具有封闭的空腔，所述第一气囊中设有两个第二气囊，所述第一气囊中设有肿瘤模拟物；
所述第二气囊中设有多个分支气管，所述分支气管的一端设置于第二气囊中，另一端与通气管的一端连通，所述通气管的另一端穿过第二气囊后与主气管连通，所述主气管穿过第一气囊后与外部供气装置连通；
所述第一气囊内壁与第二气囊外壁之间填充有支撑体，所述支撑体可随第二气囊的运动而伸缩，所述支撑体用于保持第一气囊、第二气囊与肿瘤标志物之间的位置关系。
采用第一气囊模拟胸腔的腔壁，采用第二气囊模拟肺部结构，能够在通气时实现胸部器官模拟结构的形变，同时两个第二气囊分别与供气装置连通，能够对两个第二气囊分别进行精确供气。
同时，在第一气囊与第二气囊之间填充的支撑体能够保持第一气囊、第二气囊与肿瘤模拟物之间的相对位置，第一气囊及肿瘤标志物能够在第二气囊伸缩时发生相应的运动，贴近真实的肺部呼吸情况。
本实用新型的有益效果：
采用第一气囊模拟胸腔的腔壁，采用第二气囊模拟肺部结构，能够在通气时实现胸部器官模拟结构的形变，同时两个第二气囊分别与供气装置连通，能够对两个第二气囊分别进行精确供气。
同时，在第一气囊与第二气囊之间的填充的支撑体能够保持第一气囊、第二气囊与肿瘤模拟物之间的相对位置，第一气囊及肿瘤标志物能够在第二气囊伸缩时发生相应的运动，贴近真实的肺部呼吸情况。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本实用新型实施例中第一气囊及第二气囊等局部结构的示意图；
图2为本实用新型实施例中供气装置的结构示意图。
图中：1、供气管；2、固定块；3、第一气囊；4、第二气囊；5、分支气管； 6、主气管；6A、肿瘤模拟物；7、圆盘；8、安装孔；9、连杆；10、活塞杆； 11、筒壁；12、端盖；13、供气口；14、通气口；15、阀门；16、调节孔。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征；步骤；操作；器件；组件和/或它们的组合。
本实用新型提供一种拟人的可形变的肺部动态体模，包括第一气囊，所述第一气囊具有封闭的空腔，所述第一气囊中设有两个第二气囊，所述第一气囊中设有肿瘤模拟物；
所述第二气囊中设有多个分支气管，所述分支气管的一端设置于第二气囊中，另一端与通气管的一端连通，所述通气管的另一端穿过第二气囊后与主气管连通，所述主气管穿过第一气囊后与外部供气装置连通；
所述第一气囊内壁与第二气囊外壁之间填充有支撑体，所述支撑体可随第二气囊的运动而伸缩，所述支撑体用于保持第一气囊、第二气囊与肿瘤标志物之间的位置关系。
进一步，所述供气装置包括两个打气筒，所述打气筒的供气口分别与供气管连通，供气管与主气管连通，所示打气筒用于实现第二气囊的充放气。
进一步，所述打气筒包括筒壁和设置于筒壁两端的端盖，所述筒壁的内腔中设有活塞，所述活塞的一端固定连接有活塞杆，所述活塞杆穿过筒壁一侧的端盖后与驱动装置连接；
所述筒壁另一侧的端盖设有供气口和通气口，所述通气口处设有阀门。
进一步，所述驱动装置为直线推杆。
进一步，所述驱动装置包括步进电机，所述步进电机的输出轴与圆盘中心的安装孔固定连接所述圆盘上设有调节孔，所述调节孔铰接有连杆的一端，所述连杆的另一端与活塞杆铰接。
进一步，所述调节孔设有多个，多个调节孔沿圆盘轴线成列设置，相邻调节孔之间的距离相等。
本实用新型的一种典型实施方式中，如图1所示，一种拟人的可形变的肺部动态体模，包括第一气囊3，所述第一气囊3具有封闭的空腔，所述第一气囊 3形成胸腔中腔壁模拟物，所述第一气囊3的形状拟合人的胸腔外轮廓形状。
所述第一气囊3中设有两个第二气囊4，所述第一气囊3中设有肿瘤模拟物 6A。
具体的，所述第二气囊4形成肺部模拟物，所述第二气囊4的形状拟合肺部的外轮廓形状。
所述第二气囊4中设有多个分支气管5，所述分支气管5的一端设置于第二气囊4中，另一端与通气管的一端连通，所述通气管的另一端穿过第二气囊4 后与主气管6连通，所述主气管6穿过第一气囊3后与外部供气装置连通。
具体的，所述分支气管5用于模拟肺部的支气管。所述主气管6的上部通过固定块固定，固定块与第一气囊3固定。
所述第一气囊3内壁与第二气囊4外壁之间填充有支撑体，所述支撑体可随第二气囊4的运动而伸缩，所述支撑体用于保持第一气囊3、第二气囊4与肿瘤标志物之间的位置关系。
具体的，所述支撑体为软组织等效材料，在一些实施方式中，支撑体的材料由聚氯乙烯树脂(PVC)和对苯二甲酸二辛酯(增塑剂)按照一定的比例配制而成。
如图2所示，所述供气装置包括两个打气筒，所述打气筒的供气口13分别与供气管1连通，供气管1与主气管6连通，所示打气筒用于实现第二气囊4 的充放气。
所述打气筒包括筒壁11和设置于筒壁11两端的端盖12，所述筒壁11的内腔中设有活塞，所述活塞的一端固定连接有活塞杆10，所述活塞杆10穿过筒壁 11一侧的端盖12后与驱动装置连接。
筒壁11的外表面设有刻度，所述刻度用于标识打气筒中活塞杆10一次伸缩排出的气体体积，可以通过刻度读出第二气囊4中的通气量。
具体的，筒壁11与外界框架固定连接以实现筒壁11位置的固定，端盖12 可以通过胶粘的方式与筒壁11的两端侧壁固定连接，端盖12与筒壁11之间密封设置；在另一些实施方式中，筒壁11与端盖12的连接方式可以为螺栓连接，此处不受限制。
所述筒壁11另一侧的端盖12设有供气口13和通气口14，所述通气口14 处设有阀门15。
通气口14用于在初始阶段向筒壁11内腔通入气体，当筒壁11内腔充满气体后，关闭阀门15。
具体的，在一些实施方式中，所述驱动装置包括步进电机，所述步进电机的输出轴与圆盘7中心的安装孔8固定连接，所述圆盘7上设有调节孔16，所述调节孔16铰接有连杆9的一端，所述连杆9的另一端与活塞杆10铰接。圆盘7 中调节孔16距离圆盘7中心的距离不同，连杆9的一端与其中一个调节孔16 铰接。进一步，所述调节孔16设有多个，多个调节孔16沿圆盘7轴线成列设置，相邻调节孔16之间的距离相等。
进一步的，步进电机通过步进电机控制系统控制，步进电机控制系统包括微控制器，控制器产生PWM波并分别传送至两个电机驱动器；所述电机驱动器用于将PWM波转换为角位移信号并传送至两个步进电机，所述步进电机根据PWM 波的脉冲频率不同而产生不同的转速，以实现控制肺部体模处于呼吸急促、呼吸缓慢或呼吸紊乱/规律呼吸模式。
微控制器可采用51系列单片机或ARM单片机来实现。步进电机采用的是两相混合式42步进电机，扭矩为0.75N.m。电机驱动器采用的是32细分的步进电机驱动器。
其中，所述微控制器与电源开关相连，所述电源开关用于控制整个步进电机控制系统的通断电。
在一些实施方式中，所述微控制器通过电源转换器与电源开关相连。电源转换器可以将110-220V的交流电转换为12V的直流电。
在一些实施方式中，所述微控制器与显示模块相连，所述显示模块用于显示肺部体模的实时呼吸频率和当前呼吸模式。
第一气囊3及第二气囊4等结构的制作过程：
(1)用病人的高分辨率CT扫描图像重建出病人的三维胸腔结构；
(2)用ABS塑料分别3D打印出坚硬的胸腔轮廓、肋骨及脊柱等胸腔内的骨头、双肺、气管、支气管分支、肺小叶，肺泡和肿瘤模拟物等组织器官的模拟物外轮廓；用具有弹性的光敏树脂，通过复模的方式制作同样的胸腔轮廓和双肺；
(3)往肿瘤模拟物6A的轮廓内部灌入软组织等效材料溶液。该溶液由聚氯乙烯树脂(PVC)和对苯二甲酸二辛酯(增塑剂)按照一定的比例配制而成。待溶液冷却固化之后，将肿瘤模拟物6A的外轮廓去掉，得到肿瘤模拟物6A；
(4)将胸腔外轮廓，骨头，双肺，气管，支气管分支、肺小叶，肺泡按照在病人体内的位置固定，在它们的间隙处灌入如(3)所述的软组织等效材料溶液至双肺3/4的位置。待溶液冷却固化后，将胸腔外轮廓和双肺去除，替换成光敏树脂制作的胸腔轮廓(即第一气囊3)和双肺(即第二气囊4)；
(5)继续灌入软组织等效材料溶液至脖子位置，待溶液冷却固化后，拟人的胸腔制作完成。两个供气管61分别连通双肺，以便分别控制双肺的通气量。
工作原理：当使用本装置时，通过步进电机控制系统控制步进电机的转速，使得两个打气筒中活塞杆10同步运动，两个第二气囊4同步扩张与回缩，通过第二气囊4的扩张与回缩可以模拟肺部的呼吸过程，第一气囊3和肿瘤标志物随第二气囊4的运动而发生形变。此时，采用外部CT对本装置体模成像，以成像结果来评价CT对肺部成像效果和放疗中呼吸运动对靶区剂量的影响。
当需要改变肺部通气量时，将连杆9的一端与不同安装孔8铰接即可。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种拟人的可形变的肺部动态体模，其特征在于，包括第一气囊，所述第一气囊具有封闭的空腔，所述第一气囊中设有两个第二气囊，所述第一气囊中设有肿瘤模拟物；
所述第二气囊中设有多个分支气管，所述分支气管的一端设置于第二气囊中，另一端与通气管的一端连通，所述通气管的另一端穿过第二气囊后与主气管连通，所述主气管穿过第一气囊后与外部供气装置连通；
所述第一气囊内壁与第二气囊外壁之间填充有支撑体，所述支撑体可随第二气囊的运动而伸缩，所述支撑体用于保持第一气囊、第二气囊与肿瘤标志物之间的位置关系。
2.根据权利要求1所述的拟人的可形变的肺部动态体模，其特征在于，所述供气装置包括两个打气筒，所述打气筒的供气口分别与供气管连通，供气管与主气管连通，所示打气筒用于实现第二气囊的充放气。
3.根据权利要求2所述的拟人的可形变的肺部动态体模，其特征在于，所述打气筒包括筒壁和设置于筒壁两端的端盖，所述筒壁的内腔中设有活塞，所述活塞的一端固定连接有活塞杆，所述活塞杆穿过筒壁一侧的端盖后与驱动装置连接；
所述筒壁另一侧的端盖设有供气口和通气口，所述通气口处设有阀门。
4.根据权利要求3所述的拟人的可形变的肺部动态体模，其特征在于，所述驱动装置为直线推杆。
5.根据权利要求4所述的拟人的可形变的肺部动态体模，其特征在于，所述驱动装置包括步进电机，所述步进电机的输出轴与圆盘中心的安装孔固定连接所述圆盘上设有调节孔，所述调节孔铰接有连杆的一端，所述连杆的另一端与活塞杆铰接。
6.根据权利要求5所述的拟人的可形变的肺部动态体模，其特征在于，所述调节孔设有多个，多个调节孔沿圆盘轴线成列设置，相邻调节孔之间的距离相等。
Priority Applications (1)
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| CN201920427357.6U CN210073104U (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种拟人的可形变的肺部动态体模 |
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Cited By (4)
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| CN111701154A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-25 | 任宏涛 | 一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具 |
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2019
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN111701154A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-25 | 任宏涛 | 一种头颈胸腹部肿瘤放疗模拟及检测结构的模具 |
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