CN213150114U - 心血管介入手术操作训练或示教系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了心血管介入手术操作训练或示教系统，所述系统包括：本体，本体由透明材料形成，本体内设置有中空主管路，中空主管路构成预定的结构，该结构是基于心脏纵切方向排布的；中空进口管路，中空进口管路与中空主管路相连，中空进口管路上设置有鞘管和/或阀门；进液管路，进液管路与中空进口管路相连；出液管路，出液管路与中空主管路相连；介入器械，介入器械可伸入中空主管路和中空进口管路中；其中，中空主管路由多个可拆卸的子中空主管路组成，并且，中空主管路内上有模拟血管的生理结构和/或病变结构。本实用新型的系统直观、准确、形象地模拟生理或病变的心血管结构，有助于术者训练操作和医患沟通，具有良好的应用价值。

Description

心血管介入手术操作训练或示教系统

技术领域

本实用新型涉及医疗领域。具体地，本实用新型涉及心血管介入手术操作训练或示教系统。

背景技术

在血管内介入治疗的过程中，导丝在进入血管腔后，需要通过血管内通道、分支及蜿蜒迂曲部分，有时甚至需要突破狭窄部位而到达靶部位，从而将导管、微导管等其他介入医学器械引导至相应部位或区域。

因此，在血管内介入治疗手术，尤其在冠状动脉、颅内细小的脑动脉、血管畸形和肿瘤内的小供血血管等病灶位置的治疗中，都需要介入术者熟练掌握导丝、导管、支架等介入器械的操作。但是，对于介入术者而言，需要长期地积累手感，学习在心血管狭窄部位的各种操作。

而且在观摩植入术时，术者和观摩学习者，都要暴露在X光的射线下，对医护人员的远期健康具有潜在威胁。

以模拟心血管的模型作为心血管介入手术操作训练或示教装置，可以帮助医疗专业人士培养技能、持续发展并进行术前规划，改进医患沟通，最终帮助提高效率和改善成果。

但是，目前的心血管介入手术操作训练或示教系统及方法仍有待研究。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题至少之一。为此，本实用新型提出了心血管介入手术操作训练或示教系统，该系统直观、准确、形象地模拟生理和/或病变的心血管结构，有助于术者的训练操作和医患沟通，具有良好的应用价值。

本实用新型提出了一种心血管介入手术操作训练或示教系统。根据本实用新型的所述系统包括：本体，所述本体由透明材料形成，所述本体内设置有中空主管路，所述中空主管路构成预定的结构，所述结构是基于心脏纵切方向排布的；中空进口管路，所述中空进口管路与所述中空主管路相连，所述中空进口管路上设置有鞘管和/或阀门；进液管路，所述进液管路与所述中空进口管路相连；出液管路，所述出液管路与所述中空主管路相连；介入器械，所述介入器械可伸入所述中空主管路和中空进口管路中；其中，所述中空主管路由多个可拆卸的子中空主管路组成，并且，所述中空主管路内上有模拟血管的生理结构和/或病变结构。

根据本实用新型的系统中，采用心脏纵切方向作为主体结构以形成主管路(纵切方向可以分为纵向向内或者纵向向外)，呈现方式是立体三维的，即血管和心脏的结构是在三维形态呈现的，以便于更加直观、全面的反映出心血管疾病的生理和/或病变部位，有助于术者操作训练和示教。并且，主管路和进口管路均设置为中空结构，一方面是模拟血管的中空结构，也有助于介入器械伸入至生理和/或病变部位实施操作，另一方面可以向其中注入液体，以模拟血液及心脏搏动，有助于提高操作训|练效果。另外，将中空主管路设置为由多个可拆卸的子中空主管路组成，有助于根据实际需要更加灵活地设置生理和/或病变结构的位置和个数，以适应少数特殊人群的血管结构，提高操作训|练效果。由此，根据本实用新型的系统可以直观、准确、形象地模拟生理和/或病变的心血管结构，有助于术者的治疗操作和医患沟通，具有良好的应用价值。

根据本实用新型的所述心血管介入手术操作训练或示教系统还可以具有下列附加技术特征：

根据本实用新型的每个所述子中空主管路具有第一端和第二端，所述第一端的边缘形成有凹槽，所述第二端的边缘形成有凸起，第一子中空主管路的凸起可拆卸地置于与所述第一子中空主管路相连的第二子中空主管路的凹槽内且密封连接，其中所述模拟血管的生理结构和/或病变结构所在的模拟冠脉口的管路在三维空间上可调节自由度。

根据本实用新型所述病变包括闭塞、迂曲、成角、狭窄、分叉、钙化和弥漫病变的至少之一。

根据本实用新型的所述介入器械包括导丝、导管、支架、球囊和成像探头的至少之一。

根据本实用新型的所述生理结构和/或病变结构与所述中空主管路的内壁一体成型。

根据本实用新型的形成所述生理结构和/或病变结构的中空主管路的外壁上设置有挤压部件，所述挤压部件适于向所述中空主管路的轴线方向施加向内的压力。

根据本实用新型的所述中空主管路由弹性变形材料形成。

根据本实用新型的所述中空主管路由电致伸缩材料或磁致伸缩材料形成。

根据本实用新型的所述系统进一步包括：脉冲发生器，所述脉冲发生器设置于本体内；泵，所述进液管路和所述出液管路通过所述泵相连；控制部件，所述控制部件分别与所述泵和脉冲发生器相连。

根据本实用新型的所述系统进一步包括：储液容器，所述储液容器分别与所述进液管路及出液管路相连。

根据本实用新型的所述中空主管路的内壁上有感应涂层，所述介入器械上设置有感应机构。

根据本实用新型的所述系统进一步包括：数据收集部件，所述数据收集部件与所述感应机构相连；数据处理部件，所述数据处理部件与所述数据收集部件相连，适于将所述数据收集部件采集的图像信息与合有心脏血管实物统计信息的数据库进行比对分析，获得模拟实物图；成像部件，所述成像部件与所述数据处理部件相连，适于呈现所述模拟实物图。

根据本实用新型的所述本体包括第一本体和第二本体，所述第一本体上的中空主管路与第二本体上的中空主管路之间通过连接管路相连通。

根据本实用新型的所述系统中进一步包括：排气孔。所述排气孔是用来排出管路体系内的空气，利于观察手术的模拟状况。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本实用新型一个实施例的心血管介入手术操作训练或示教系统结构示意图；

图2显示了根据本实用新型一个实施例的病变结构示意图；

图3显示了根据本实用新型一个实施例的心脏动脉血管示意图；

图4显示了根据本实用新型一个实施例的模拟冠脉口水平或向上朝向的示意图。

附件标记：

100：中空主管路；110：病变结构；120：逆向操作的连接管路；200：中空进口管路；210：鞘管和/或阀门；300：进液管路；400：出液管路；500：介入器械；600：脉冲发生器；700：泵；800：控制部件；900：储液容器；A：转向阀。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐合指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐合地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本实用新型的描述中，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，″安装″、″相连″、″连接″、″固定″等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提出了一种心血管介入手术操作训练或示教系统。根据本实用新型的参见图1，该系统包括：本体，该本体由透明材料形成，该本体内设置有中空主管路100；中空进口管路200；进液管路300；出液管路400和介入器械500，下面将分别对其进行详细描述。

根据本实用新型的中空主管路100构成预定的结构，该结构是基于心脏纵切方向排布的。采用心脏纵切方向的结构作为模型的主体结构以形成主管路，以便于更加直观、全面的反映出心血管疾病的生理和/或病变部位，有助于术者训练训练和示教。

需要说明的是，本实用新型对于心脏纵切方向的结构不做严格限定，可以为健康人/动物或患病者常见的心脏纵切方向结构，例如包括主动脉、主动脉弓和/或冠状动脉，冠状动脉按照右优势型、均衡型、左优势型三种中的一种分布，冠状动脉包括：左主干、左前降支、对角支、回旋支、钝缘支、后降支、右冠脉、锐缘支中等的一种或多种(例如参考图3)。

根据本实用新型系统中可以加载至少一个放大微缩局部的摄像系统，用以更加清晰地观察管路内器械的操作和反馈。

根据本实用新型的中空主管路由多个可拆卸的子中空主管路组成，并且，中空主管路内形成有模拟血管的生理结构和/或病变结构110(图2)。中空主管路采用可拆卸的设计方式，有助于根据实际需要更加灵活地设置病变结构的位置和个数。例如，为了增加训练难度，在多个不同部位设置生理结构和/或病变结构；或者，基于患者心脏的影像图片(如X片、超声片)中的病变位置，在该中空主管路的相应位置上设置相应的病变结构，尤其适用于少数特殊人群的血管结构，术前医生通过训练以准确地把握操作技巧，以便于在真实手术中提高操作成功率。

根据本实用新型的病变包括闭塞、迂曲、成角、狭窄、分叉、钙化和弥漫病变的至少之一。由此，以便于全面呈现心血管疾病涉及到的病变类型，提高操作效果。优选的，在闭塞病变中，可以具有模拟不同病变软硬特质的可替换组件。

根据本实用新型的中空进口管路200与中空主管路100相连，中空进口管路200上设置有鞘管和/或阀门210。由此，介入器械可通过该鞘管和/或阀门进入中空进口管路和中空主管路中。

根据本实用新型的进液管路300与中空进口管路200相连，出液管路400与中空主管路100相连。由此，通过进液管路向中空进口管路中注入液体，并填充中空进口管路、中空主管路和出液管路，待训练完成后，液体可由出液管路排出。

需要说明的是，本实用新型对于进液管路和出液管路之间的连接方式不作严格限定，既可以是不连接，即为两个独立存在的管路，也可以连接，实现闭合回路，使液体填充于其中。在一些优选实施例中，进液管路和出液管路通过泵相连，由此，实现闭合回路，有助于模拟心脏搏动。

根据本实用新型的介入器械500可伸入中空主管路100和中空进口管路200中。由此，介入器械可以对生理和/或病变结构实施操作。

根据本实用新型的介入器械500包括导丝、导管、支架、球囊和成像件的至少之一。由此，以便于实施操作训练和示教。

根据本实用新型的每个子中空主管路具有第一端和第二端，第一端的边缘形成有凹槽，第二端的边缘形成有凸起，第一子中空主管路的凸起可拆卸地置于与第一子中空主管路相连的第二子中空主管路的凹槽内且密封连接。由此，实现可拆卸的同时也可避免管路中填充的液体经连接缝隙流出。

根据本实用新型的实施例，模拟血管的生理结构和/或病变结构所在的模拟冠脉口的管路在三维空间上可调节自由度。参见图1和图4，模拟冠脉口的管路，在俯视视角下，呈现上翘、水平和向下等3个可调节方向。由此，以方便模拟各种类型结构。优选的，模拟冠脉口的管路，其管路内径优选3-6毫米。

根据本实用新型的生理结构和/或病变结构110与中空主管路100的内壁一体成型。由此，可以通过拆卸和拼装具有不同生理结构和/或病变结构的子中空主管路，以便于可以根据实际需要在中空主管路的特定位置上形成特定个数的生理结构和/或病变结构。

根据本实用新型的形成生理结构和/或病变结构的中空主管路的外壁上设置有挤压部件，挤压部件适于向中空主管路的轴线方向施加向内(即朝向中空主管路内部)的压力。由此，可以在所需位置上挤压该挤压部件，以便于在该位置形成生理结构和/或病变结构(例如模拟闭塞、狭窄、迂回、成角等)。在一些实施例中，中空主管路由弹性变形材料形成。由此，当挤压特定位置时，该处的中空管路侧壁发生形变，形成生理结构和/或病变结构；当释放挤压力，该位置的中空管路侧壁可以恢复形变。由此，可以根据实际需要在固定位置多次形成生理结构和/或病变结构，从而提高中空主管路的利用率，降低成本。

根据本实用新型的中空主管路由电致伸缩材料或磁致伸缩材料形成。由此，在电场或磁场的作用下，中空主管路发生伸缩形变，以便模拟心脏搏动，更加真实的反映心血管的物理环境，提高操作训|练或示教效果。

根据本实用新型的系统进一步包括：脉冲发生器600，脉冲发生器600设置于本体内；泵700，进液管路300和出液管路400通过泵700相连；控制部件800，控制部件800分别与泵700和脉冲发生器600相连。通过控制泵700的速度和频率，以便于模拟血液搏动，通过控制脉冲发生器600产生脉冲，以便于模拟心脏搏动，由此，更加真实的反映心血管的物理环境，提高操作训|练或示教效果。

需要说明的是，本实用新型对于脉冲发生器产生的脉冲频率大小和泵的频率大小不做严格限定，可以根据实际情况灵活选择，既可以相同也可以不同。当脉冲发生器的搏动与泵的脉冲具有相同或不同频率时，均可以具有相位差。

根据本实用新型的系统进一步包括：储液容器900；储液容器900分别与进液管路300及出液管路400相连。由此，以便于向中空进口管路中注入液体。具体地，进液管路包括第一分支和第二分支，第一分支与储液容器相连，第二分支与中空进口管路相连，第一分支、第二分支和出液管路通过转向阀A相连。由此，开启储液容器并控制转向阀使液体进入中空进口管路中，并填充第二分支、中空进口管路、中空高主管路、出液管路，然后控制转向阀使液体由出液管路进入第二分支中，同时可以关闭储液容器，实现整个闭合液路。完成操作时，控制转向阀使液体由出液管路和第一分支流入储液容器中，排出各管路中的液体。

根据本实用新型的中空主管路的内壁上有感应涂层，介入器械上设置有感应机构。通过感应机构与感应涂层之间发生的可检测感应，以便于确定介入器械的行进位置，准确到达预定位置，且避免介入器械与中空主管路内壁的位置过小而戳破中空主管路。具体地，感应机构既可以产生视觉感应，例如感应介入器械的位置、生理结构和/或病变结构的位置及中空主管路内壁的位置等；也可以产生触觉感应，例如感应介入器械遇到不同硬度组织所反馈的抵抗力。

根据本实用新型的系统进一步包括：数据收集部件，数据收集部件与感应机构相连；数据处理部件，数据处理部件与数据收集部件相连，适于将数据收集部件采集的图像信息与合有心脏血管实物统计信息的数据库进行比对分析，获得模拟实物图；成像部件，成像部件与数据处理部件相连，适于呈现模拟实物图。通过将介入器械上的感应机构所获得的数据信息与已知的心脏血管实物统计信息进行比对，从而可以确定感应机构获得的数据信息对应的实物图，从而更加真实、形象地反馈出真实的实物结构，并通过成像部件呈现出来，术者通过该模拟实物图操作，相当于是操作真正的实体物，进一步提高了操作训练效果。

根据本实用新型的本体包括第一本体和第二本体，所述第一本体上的中空主管路与第二本体上的中空主管路之间可以通过连接管路120相连通。由此，介入器械可以由第一本体的中空主管路经连接管路进入第二本体的中空主管路中，以便于术者训练逆向操作。

根据本实用新型的系统中进一步包括：排气孔。由进液管路注入的液体有可能混有气泡，不利于观察和操作。通过排气孔的设置以便排出气泡，提高操作训|练效果。

需要说明的是，本实用新型对于排气孔的位置不做严格限定，可以根据实际情况灵活选择，例如设置于重力下本体、中空进口管路、进液管路和出液管路之间的最高点处。

为了方便理解，下面详细描述利用前面所述心血管介入手术操作训练或示教系统实施心血管介入手术操作训练或示教的方法。该方法包括：(1)按照预定的心脏纵切血管结构，将多个子中空主管路拼接成中空主管路；(2)由进液管路向中空进口管路中注入液体，并填充中空进口管路、中空主管路和出液管路；(3)将介入器械通过鞘管和/或阀门进入中空进口管路中，并伸入至预定的生理结构和/或病变结构处，进行操作训练或示教。由此，根据本实用新型的方法有助于术者更加准确地对心血管，尤其是对生理和/或病变部位实施训练和医患沟通，具有良好的应用价值。

根据本实用新型的步骤(2)进一步包括：采用下列至少之一的方式以便模拟心脏搏动：

方式1：开启脉冲发生器，产生脉冲，以便模拟心脏搏动，更加真实的反映心血管的物理环境，提高操作训|练或示教效果。

方式2：向中空主管路施加预定电场或磁场，以便使形成中空主管路的电致伸缩材料或磁致伸缩材料发生伸缩。在电场或磁场的作用下，中空主管路发生伸缩形变，以便模拟心脏搏动，更加真实的反映心血管的物理环境，提高操作训|练或示教效果。

方式3：开启储液容器的喷嘴，喷嘴朝向中空主管路喷液体。由此，储液容器中的液体可通过喷嘴喷到中空主管路的外壁上，以便对中空主管路外壁上施加压力，通过控制诸如喷嘴的喷液方式(例如间歇喷液)或喷液流速以改变压力作用大小，从而模拟心脏搏动，更加真实的反映心血管的物理环境，提高操作训|练或示教效果。

根据本实用新型的步骤(3)中，进一步包括：开启介入器械上的感应机构，基于中空主管路内壁上的感应涂层和介入器械上的感应机构之间的感应，确定生理结构和/或病变结构的位置，以便进行操作训练或示教。

根据本实用新型的步骤(3)中，进一步包括：利用数据收集部件收集感应机构感应出的图像信息；利用数据处理部件将图像信息与数据库中的心脏血管实物统计信息进行比对分析，以便获得模拟实物图；利用成像部件呈现出模拟实物图，操作者可基于模拟实物图进行操作训练或示教。

在本说明书的描述中，参考术语″一个实施例″、″一些实施例″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种心血管介入手术操作训练或示教系统，其特征在于，包括：

本体，所述本体由透明材料形成，所述本体内设置有中空主管路，所述中空主管路构成预定的结构，所述结构是基于心脏纵切方向排布的；

中空进口管路，所述中空进口管路与所述中空主管路相连，所述中空进口管路上设置有鞘管和/或阀门；

进液管路，所述进液管路与所述中空进口管路相连；

出液管路，所述出液管路与所述中空主管路相连；

介入器械，所述介入器械可伸入所述中空主管路和中空进口管路中；

其中，所述中空主管路由多个可拆卸的子中空主管路组成，并且，所述中空主管路内上有模拟血管的生理结构和/或病变结构。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述子中空主管路具有第一端和第二端，所述第一端的边缘形成有凹槽，所述第二端的边缘形成有凸起，第一子中空主管路的凸起可拆卸地置于与所述第一子中空主管路相连的第二子中空主管路的凹槽内且密封连接，其中所述模拟血管的生理结构和/或病变结构所在的模拟冠脉口的管路在三维空间上可调节自由度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述病变结构包括闭塞、迂曲、成角、狭窄、分叉、钙化和弥漫病变的至少之一；

所述介入器械包括导丝、导管、支架、球囊和成像探头的至少之一。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生理结构和/或病变结构与所述中空主管路的内壁一体成型；

形成所述生理结构和/或病变结构的中空主管路的外壁上设置有挤压部件，所述挤压部件适于向所述中空主管路的轴线方向施加向内的压力；

所述中空主管路由弹性变形材料形成。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中空主管路由电致伸缩材料或磁致伸缩材料形成。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

脉冲发生器，所述脉冲发生器设置于本体内；

泵，所述进液管路和所述出液管路通过所述泵相连；

控制部件，所述控制部件分别与所述泵和脉冲发生器相连。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

储液容器，所述储液容器分别与所述进液管路及出液管路相连。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中空主管路的内壁上有感应涂层，所述介入器械上设置有感应机构；

所述系统进一步包括：

数据收集部件，所述数据收集部件与所述感应机构相连；

数据处理部件，所述数据处理部件与所述数据收集部件相连，适于将所述数据收集部件采集的图像信息与含有心脏血管实物统计信息的数据库进行比对分析，获得模拟实物图；

成像部件，所述成像部件与所述数据处理部件相连，适于呈现所述模拟实物图。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述本体包括第一本体和第二本体，所述第一本体上的中空主管路与第二本体上的中空主管路之间通过连接管路相连通。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中进一步包括：排气孔。

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