CN211604371U - 一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于手术模拟器械领域，公开了一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，通过在水箱里设置心血管模型，使得心血管模型能完全模拟实际人体心血管结构，能够让接受培训的学员，特别是心内科学员对人体心血管结构有直观的印象。作为训练器使用时，能够缩短学员在手术室外学习该手术的周期，学员能够在手术训练中不断提升对不同经外周动脉入路介入瓣膜产品支架定位、释放等操作的熟练程度，了解不同介入瓣膜产品的特点，达到深入学习的目的；作为模拟器使用时，能协助临床医生利用3D打印患者个体化解剖模型进行经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术术前模拟。

Description

一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器

技术领域

本实用新型属于手术模拟器械领域，具体涉及一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器。

背景技术

主动脉瓣疾病是一类常见的心脏瓣膜病，流行病学数据提示，其发病率在65岁以上老年人群中高达3％～7％，且随着年龄增长呈现递增趋势。主动脉瓣疾病病因包括老年退行性病变、黏液样变、先天性二叶式主动脉瓣、风湿性心脏病等，随着我国人口老龄化的加剧，退行性病变将成为最主要的病变类型。2017AHA/ACC及2017ESC瓣膜病指南指出，主动脉瓣患者一旦经临床诊断为重度瓣膜狭窄或关闭不全，有明显症状及有心脏功能进行性下降的表现，应当及时选择手术修复或者置换病变主动脉瓣。现实中，由于高龄、心功能下降，或出现多器官并发症等因素，使得部分患者在诊断时已为传统外科手术禁忌或极高危。

经导管主动脉瓣置换术(Transcatheter aortic valve replacement,TAVR)是一种应运而生的微创瓣膜置换手术，它通过介入导管技术，将支架与人工心脏生物瓣膜在体外压缩后输送至主动脉瓣位置，从而完成人工瓣膜植入，恢复瓣膜功能。此类手术创伤小，不需要体外循环，术后恢复快，越来越多地在临床推广。目前，经导管主动脉瓣置换术主要有经外周动脉途径和经心尖途径两类。

对于一个新型技术的培训，最佳的学习过程是先理论授课、然后进行实践操作，但经导管主动脉瓣置换术较常规技术较难掌握，造成低年资医生和医学生的教学难以实现。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，用以解决现有技术中的此种手术训练器的空白，以及临床医院、医学技能培训机构及医科专科院校不能很好的开展经导管主动脉瓣置换术手术技能培训和练习的问题。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，包括实验箱和设置在实验箱内部的模拟训练装置和温度调控装置；

所述实验箱用于模拟人体内环境，包括水箱和设置在水箱底部的一号格兰接头和二号格兰接头，以及设置在水箱表面的排水阀；

所述模拟训练装置用于模拟人体实际心血管结构，包括依次连接的模拟左心室训练部、模拟主动脉根部及左室流出道训练部、模拟升主动脉及主动脉弓训练部和模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部，所述模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部连接一号格兰接头和二号格兰接头；

所述温度调控装置用于监测及控制温度，包括设置在水箱内表面上的恒温器和分别设置在恒温器两端的加热器和温度感应器。

进一步的，所述模拟左心室训练部、模拟升主动脉及主动脉弓训练部和模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部为透明光敏树脂材料，所述模拟主动脉根部及左室流出道训练部为透明有机硅橡胶材料。

进一步的，所述模拟主动脉根部及左室流出道训练部内部设置有硅胶主动脉瓣膜模型。

进一步的，加热器的温度设置为35度。

进一步的，加热器和温度感应器的间隔距离大于15厘米。

进一步的，所述水箱上方无盖且材料为有机玻璃。

本实用新型与现有技术相比具有以下技术特点：

(1)本实用新型在水箱里设置心血管模型，使得心血管模型能完全模拟实际人体心血管结构，能够让接受培训的学员，特别是心内科学员对人体心血管结构有直观的印象。作为训练器使用时，能够缩短学员在手术室外学习该手术的周期，学员能够在手术训练中不断提升对不同经外周动脉入路介入瓣膜产品支架定位、释放等操作的熟练程度，了解不同介入瓣膜产品的特点，达到深入学习的目的；作为模拟器使用时，能协助临床医生利用3D打印患者个体化解剖模型进行经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术术前模拟。

(2)通过更换具有不同主动脉瓣病变形态的模拟主动脉根部及左室流出道模型，方便学员根据相应的主动脉瓣病变形式在该训练器上进行模拟手术训练，极大缩短学员的手术学习曲线，提升学员对手术流程中相关器械操作的熟练度和技能技巧，比如导丝跨瓣、导丝交换，瓣膜支架定位及释放等重要操作，最终达到提高患者手术安全性的目的。

(3)在临床应用中，临床医生可以将模拟主动脉根部及左室流出道模型更换为利用计算机重建技术3D打印出的患者主动脉根部解剖模型，在行经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术前利用该模型进行手术模拟，根据患者主动脉瓣膜病变类型，选择不同介入瓣膜产品、不同型号进行模拟，以评估瓣周漏风险、传导阻滞发生风险、急性及迟发性冠脉阻塞风险、血管并发症风险等，实现经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换精准治疗。

附图说明

图1为经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术训练模拟器的结构示意图。

图中各标号的含义为：

1-水箱，2-恒温器，3-模拟左心室训练部，4-模拟主动脉根部及左室流出道训练部，5-模拟升主动脉及主动脉弓训练部，6-模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部，7-排水阀，8-加热器，9-温度感应器，10-一号格兰接头，11-二号格兰接头。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施方式，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1所示，在本实施例中公开了一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，包括实验箱和设置在实验箱内部的模拟训练装置和温度调控装置；

所述实验箱用于模拟人体内环境，包括水箱1和设置在水箱1底部的一号格兰接头10和二号格兰接头11，设置在水箱1表面的排水阀7；

所述模拟训练装置用于模拟人体实际心血管结构，包括依次连接的模拟左心室训练部3、模拟主动脉根部及左室流出道训练部4、模拟升主动脉及主动脉弓训练部5和模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部6，所述模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部6连接一号格兰接头10和二号格兰接头11；

所述调控装置用于监测及控制温度，包括设置在水箱1内表面上的恒温器2和分别设置在恒温器2两端的加热器8和温度感应器9。

具体的，所述水箱1采用有机玻璃制成，起到支撑整个心血管模型的作用，水箱为无盖结构，形成一个半封闭的空腔，整个心血管模型放置在水箱内，通过螺丝固定在水箱底面。

具体的，所述模拟左心室训练部3、模拟升主动脉及主动脉弓训练部5和模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部6为透明光敏树脂材料，所述模拟主动脉根部及左室流出道训练部4为透明有机硅橡胶材料。整个模拟训练装置的四部分互相连接，模拟了人体的实际心血管结构，透明清晰。

具体的，所述模拟主动脉根部及左室流出道训练部4内部设置有硅胶主动脉瓣膜，所述硅胶主动脉瓣膜的形态为模拟钙化狭窄或关闭不全。

具体的，所述加热器8的温度设置为35度，因为人工金属支架在温度35度以上便能恢复记忆形状，达到正常形态。

具体的，加热器8和温度感应器9的间隔距离大于15厘米，如果小于15厘米，会引起加热器8工作异常。

具体的，所述恒温器2采用防水设计，保持35度恒温。

具体的，所述一号格兰接头10可实现8F鞘管及其以下尺寸鞘管动态密封，所述二号格兰接头11可实现24F及其以下鞘管动态密封。一号格兰接头10和二号格兰接头11与心血管模型之间无接触仅在空间位置上对齐。

本实施例作为手术训练使用时的具体操作步骤如下：

(1)根据手术视野及操作需要，将水箱1放到高度合适的操作台上，便于站立操作，固定好心血管模型，拧紧排水阀7；

(2)在一号格兰接头10处插入6Fr导引鞘，拧紧一号格兰接头10，通过6Fr导引鞘插入有刻度的猪尾导管并推动到训练部6的模拟腹部主动脉处，注射入模拟造影剂。此步骤为造影剂注射训练，模拟入路检查；

(3)在二号格兰接头11处放入穿刺针，并从穿刺针插入0.889毫米J-Tip导丝进入到训练部6。此步骤为模拟动脉穿刺训练；

(4)沿导丝取出穿刺针，然后在导丝上插入9Fr导引鞘，将导丝推进并放置在训练部6的模拟降主动脉处，最后将0.889毫米J-Tip导丝更换为超硬导丝。移除造影导管，更换9Fr导引鞘为19Fr导引鞘,最后移除超硬导丝。此步骤为建立血管通路训练；

(5)在19Fr导引鞘插入猪尾导管，推进猪尾导管到模型5模拟升主动脉处，并将猪尾导管头部放在训练部4模拟主动脉根部冠状动脉远端。从猪尾导管插入0.889毫米J-Tip导丝到训练部5模拟升主动脉处，利用导丝将猪尾导管更换为造影导管，更换0.889毫米J-Tip导丝为Straight-Tip导丝，推进导丝穿过训练部4模拟主动脉根部及左室流出道进入训练部3.此步骤为导丝跨瓣训练；

(6)更换Straight-Tip导丝为0.889毫米J-Tip导丝，更换造影导管为猪尾导管，推进导丝穿过猪尾导管并且放置在训练部3模拟左心室心尖处，移除猪尾导管并同时保持导丝在训练部3模拟左心室心尖处的位置。此步骤为建立瓣膜介入器械通路训练；

(7)通过19Fr导引鞘和0.889毫米J-Tip导丝插入球囊，将其推进到模型5模拟升主动脉处，然后继续缓慢推进，穿过训练部4中的硅胶主动脉瓣膜，并定位球囊，使其位于规定的进行球囊扩张的位置，同时确保J-Tip导丝在训练部3模拟左心室心尖处的位置不变，然后进行球囊扩张，并取出球囊，同时保持J-Tip导丝的位置。此步骤为模拟TAVR术中主动脉瓣球扩训练；

(8)往水箱1中加水，液面应没过整个心血管模型，然后设置好恒温器2中加热器8的温度值35度，并确保温度感应器9和加热器8的距离超过15厘米，直至水温加热至35度，并恒温，通过J-Tip导丝插入瓣膜介入器械并且推送至训练部5模拟升主动脉处，然后缓慢穿过训练部4中的硅胶主动脉瓣膜，整个过程确保J-Tip导丝在训练部3模拟左心室心尖处的位置不变。然后根据所使用瓣膜介入器械的操作规范，进行瓣膜释放，瓣膜完全释放后，依次取出器械、导丝，取出模拟升主动脉及主动脉弓训练部5，对瓣膜的位置进行研判。此步骤为瓣膜释放训练。

本实施例作为作为临床模拟使用时的具体操作步骤如下：

(1)根据手术视野及操作需要，将水箱1放到高度合适的操作台上，固定好心血管模型，拧紧排水阀7；

(2)在大格兰头11中插入19Fr导引鞘，拧紧格兰头，打开19Fr导引鞘密封阀，将模拟主动脉根部及左室流出道训练部4更换为利用计算机重建技术3D打印出的患者主动脉根部解剖模型，该模型采用多材料多色彩3D打印技术制作，模型中主动脉瓣钙化部分为硬质深色，其余部分为软质透明，可从模型外观察到模型内部结构；

(3)往水箱1中加水，液面应没过整个心血管模型，然后设置好恒温器2中加热器8的温度值35度，并确保温度感应器9和加热器8的距离超过15厘米，直至水温加热至35度，并恒温；

(4)根据TAVR术前患者主动脉根部影像学评估，选择适合患者的介入瓣膜型号，将介入瓣膜装入介入器械；

(5)在19Fr导引鞘中插入J-Tip导丝，通过J-Tip导丝插入瓣膜介入器械并且推送至模型5模拟升主动脉处，然后缓慢穿过3D打印患者模型中的主动脉瓣膜，整个过程确保J-Tip导丝在训练部3模拟左心室心尖处的位置不变，然后根据所使用瓣膜介入器械的操作规范，进行瓣膜释放，瓣膜完全释放后，依次取出器械、导丝，取出3D打印患者模型，对植入瓣膜的位置进行观察，以评估瓣周漏风险、传导阻滞发生风险、急性及迟发性冠脉阻塞风险、血管并发症风险等，实现经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换精准治疗。

Claims (6)

1.一种经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，其特征在于，包括实验箱和设置在实验箱内部的模拟训练装置和温度调控装置；

所述实验箱用于模拟人体内环境，包括水箱(1)和设置在水箱(1)底部的一号格兰接头(10)和二号格兰接头(11)，以及设置在水箱(1)表面的排水阀(7)；

所述模拟训练装置用于模拟人体实际心血管结构，包括依次连接的模拟左心室训练部(3)、模拟主动脉根部及左室流出道训练部(4)、模拟升主动脉及主动脉弓训练部(5)和模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部(6)，所述模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部(6)连接一号格兰接头(10)和二号格兰接头(11)；

所述温度调控装置用于监测及控制温度，包括设置在水箱(1)内表面上的恒温器(2)和分别设置在恒温器(2)两端的加热器(8)和温度感应器(9)。

2.如权利要求1所述的经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，其特征在于，所述模拟左心室训练部(3)、模拟升主动脉及主动脉弓训练部(5)和模拟降主动脉及部分腹部主动脉训练部(6)为透明光敏树脂材料，所述模拟主动脉根部及左室流出道训练部(4)为透明有机硅橡胶材料。

3.如权利要求1所述的经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，其特征在于，所述模拟主动脉根部及左室流出道训练部(4)内部设置有硅胶主动脉瓣膜模型。

4.如权利要求1所述的经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，其特征在于，所述加热器(8)的温度设置为35度。

5.如权利要求1所述的经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，其特征在于，所述加热器(8)和温度感应器(9)的间隔距离大于15厘米。

6.如权利要求1所述的经外周动脉介入心脏主动脉瓣置换手术的训练模拟器，其特征在于，所述水箱(1)上方无盖且材料为有机玻璃。

Images