CN220324049U - 一种模拟人体液灌注系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟人体液灌注系统，包括：用于盛装模拟人体液的水囊；保持水囊与外界连通的气压平衡管；用于对水囊实时称重的称重传感器；用于注入模拟人体液的注液管，注液管用于连接水囊和模拟人体液的储存设备；与称重传感器配合使用的电磁阀，电磁阀安装于注液管上；用于排出模拟人体液的排液管，排液管的一端深入水囊内部；用于提供排出液体驱动力的驱动装置，驱动装置与排液管连接；水囊内部空气通过气压平衡管排出水囊，排液时，水囊外部空气通过气压平衡管进入水囊，以实现在排液和注液时保证气压平衡管内部压力平衡；称重传感器与电磁阀配合使用，当水囊中模拟人体液不足时，可以自动补入模拟人体液，降低工作人员的工作量。

Description

一种模拟人体液灌注系统

技术领域

本实用新型涉及一种模拟人体液灌注系统，属于医学模拟人设备技术领域。

背景技术

医学模拟教育是医学教育的重要手段之一，具有真实性、可重复性和安全性等特点，已经被广泛应用于医学教育、医疗质量管理和医疗技术培训等领域。多数医院已开设医学模拟中心、临床教学中心等，以承担临床培训和考核任务，达到规范医师操作，熟悉流程，提升临床能力，缩短临床实践学习曲线，提高医疗质量，保障医疗安全的目的。在大型医学临床实践技能操作考核时，往往需要在短期内科学做好包含物品准备、考站设置、模型放置等考务工作。以穿刺类操作为例，胸腔穿刺和腹腔穿刺操作考核中要求考生在正确的穿刺点抽吸出模拟人体液，导尿术考核中要求考生在置入导尿管后能顺利引流出模拟尿液。这就要求在考试前期由考务人员一一检查模型内部的水囊中液体是否充盈，以便保证考核的规范性和公平性。而且因模拟人数量较多，且水囊都置于模拟人的橡胶外皮内，需要逐个打开并灌注，造成极大的工作量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种模拟人体液灌注系统，它解决了考试前期由考务人员一一打开模型并且检查模型内部的水囊中液体是否充盈的技术问题。

本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

方案一：一种模拟人体液灌注系统，包括：

用于盛装模拟人体液的水囊；

保持水囊与外界连通的气压平衡管；

用于对水囊实时称重的称重传感器；

用于注入模拟人体液的注液管，所述注液管用于连接水囊和模拟人体液的储存设备；

与称重传感器配合使用的电磁阀，所述电磁阀安装于注液管上；

用于排出模拟人体液的排液管，所述排液管的一端深入水囊内部；

用于提供排出液体驱动力的驱动装置，所述驱动装置与排液管连接。

水囊内部空气通过气压平衡管排出水囊，排液时，水囊外部空气通过气压平衡管进入水囊，以实现在排液和注液时保证气压平衡管内部压力平衡；称重传感器与电磁阀配合使用，当水囊中模拟人体液不足时，可以自动补入模拟人体液，降低工作人员的工作量。

方案二：基于方案一，为了实现将水囊内部的模拟人体液全部排出，还设置了活动重力吸头；具体为：

优选地，还包括活动重力吸头，所述活动重力吸头上开设有吸液通孔；所述活动重力吸头与排液管通过第二柔性管连通，所述第二柔性管的长度设置为能够适用于活动重力吸头滚落到水囊内部的任意位置处。活动重力吸头能够滚落至水囊内部的最低点，所以能够将水囊内部的模拟人体液全部排出。

优选地，所述活动重力吸头为球形。由于球形的活动重力吸头容易滚动，所以活动重力吸头更易移动至水囊中的最低点。

方案三：基于方案一，为了实现气压平衡管的进气口不被水囊内的模拟人体液淹没以及模拟人体液不会从气压平衡管中溢出，还设置了浮囊，具体为：

优选地，还包括：与气压平衡管连接的浮囊，所述浮囊的底部固定连接有第一重力块，所述浮囊与第一重力块相对的位置处开设有进气口。浮囊漂浮于液面上，且由于浮囊中固定连接有第一重力块的位置肯定会始终朝下，所以进气口会始终朝向液面上方，从而避免进气口被模拟人体液淹没，从而时刻保持气压平衡管与外界连通，同时也能避免模拟人体液从气压平衡管中溢出。

优选地，所述浮囊上设置有高于进气口的凸起块。当凸起块抵在水囊内侧壁上时，水囊内侧壁不会堵住进气口，从而确保进气口是流通的。

方案四：基于方案一，为了避免水囊内滋生微生物，还设置了能够实现干燥水囊的功能，具体为：

优选地，还包括：

用于生成热气流的加热层；

用于将水囊内部的热气体排出的排气管；

与排气管连接的风机。其中加热层能够对水囊进行加热。待水囊内液体全部排空后，开启加热层，加热温度为40-50°之间，(水囊是由塑料制备)，将水囊内剩余微量水加热蒸发成水蒸气。启动风机，通过排气管将蒸汽排出水囊外部。排气过程中气压平衡管和排气管配合使用实现水囊内的气压平衡。通过干燥水囊内侧壁。干燥后的水囊内部，或者说不会滋生出肉眼可见量的微生物，从而保持水囊内部干燥卫生。

优选地，还包括：

用于生成热气流的加热层；

用于向水囊内部通入气体以适应快速排气时水囊内外部气压平衡的进气管，所述进气管一端与加热层的出气口连接，所述进气管一端与水囊连通；

用于将水囊内部的热气体排出的排气管；

与排气管连接的风机。通过设置进气管，进气管与排气管配合使用，能够提高进气量，从而有利于提高干燥效率。

方案二：基于方案一，还包括球形浮囊；所述球形浮囊内部的底部固定连接有第二重力块，所述球形浮囊和第二重力块共同构成不倒翁结构；所述球形浮囊内部设置有排气通道和第一排水通道；其中，所述排气通道的进气口设置于浮囊上位于第二重力块的正上方，浮囊上位于第二重力块的正下方开设有进水口，进气口、进水口的连线经过第二重力块的重心；其中，所述第二重力块内部开设有第二排水通道，第二排水通道的入口正对球形浮囊上的进水口；所述第二排水通道与第一排水通道连通；所述气压平衡管和排气通道通过第一柔性管连接；所述第一排水通道与排水管通过第二柔性管连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置电磁阀和称重传感器联和使用，能够实时称量水囊内部的液体的重量，其中，当重量小于设定值时即可实现向水囊中自动补入模拟人体液。通过设置排液管与驱动装置连接，可以实现在结束练习后将水囊内的液体排出，避免水囊内存在大量液体而导致细菌或者霉菌的大量滋生。

附图说明

图1为导尿练习和腹腔穿刺练习时模拟人躺在床板上的结构示意图；

图2为称重传感器与床板的安装结构示意图；

图3为胸腔穿刺练习时模拟人坐在凳子上的结构示意图；

图4为称重传感器与座板的安装结构示意图；

图5为模拟人体液灌注系统的结构示意图；

图6为导尿练习用水囊结构示意图；

图7为浮囊结构示意图；

图8为腹腔穿刺练习用水囊正面结构示意图；

图9为腹腔穿刺练习用水囊背面结构示意图；

图10为胸腔穿刺练习用水囊结构示意图；

图11为球形浮囊漂浮于液面上时的结构示意图；

图12为球形浮囊沉在液面上时的结构示意图；

图13为设置于水囊内部时的结构示意图。

图中：1、水囊；101、导尿练习用水囊；102、腹腔穿刺练习用水囊；103、胸腔穿刺练习用水囊；2、模拟尿管；3、气压平衡管；4、称重传感器；5、床板；6、座板；7、注液管；8、储存设备；9、电磁阀；10、驱动装置；1001、泵；11、活动重力吸头；12、吸液通孔；13、第二柔性管；14、浮囊；15、第一柔性管；16、第一重力块；17、排气通道；18、排液管；19、凸起块；20、加热层；21、进气管；22、排气管；23、风机；24、球形浮囊；25、第二重力块；26、进水口；27、第一排水通道；28、第二排水通道；29、进气口。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“纵向”、“末端”、“边沿”、“侧壁”、“上”、“下”、“上部”、“下部”、“正上方”、“表述本实用新型的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制面”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“端”、“首”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描。

如图1-4图所示，本实施例提供了一种模拟人体液灌注系统；

其中，水囊1如图6、图8、图9和图10所示，图6是导尿练习用水囊101，导尿练习用水囊101上固定连接有模拟尿管2；图8和图9是腹腔穿刺练习用水囊102；图10是胸腔穿刺练习用水囊103；

气压平衡管3设置于水囊1上，当注液时，水囊1内部空气通过气压平衡管3排出水囊1，排液时，水囊1外部空气通过气压平衡管3进入水囊1，以实现在排液和注液时保证气压平衡管3内部压力平衡。气压平衡管3与排液管18配合使用，排液时，外界气体从气压平衡管3进入，确保排液顺利进行。为了避免水囊1内液体从气压平衡管3中溢出，将气压平衡管3设置于水囊1的最高位置处。

用于对水囊1实时称重的称重传感器4；

如图1和图2所示，在用于实施导尿练习操作和腹腔穿刺练习操作时，称重传感器4安装于床板5下方，用于测量整个练习模型的重量；

如图3和4所示，在用于实施胸腔穿刺练习操作时，称重传感器4安装于座板6下方，称重传感器4可以用于测量整个练习模型的重量；

如图5所示，用于注入模拟人体液的注液管7，注液管7用于连接水囊1和模拟人体液的储存设备8；模拟人体液的储存设备8可以为输液袋或者为输液瓶。输液袋或者为输液瓶挂在高于水囊的位置处，注液管7与输液袋或者输液瓶连接，通过液体自身重力向水囊内注入液体。

与称重传感器4配合使用的电磁阀9，电磁阀9安装于注液管7上；开启电磁阀9即可实现向水囊1内部注入模拟人体液。关闭电磁阀9即可实现向水囊1内部注入模拟人体液。称重传感器4读取到水囊1的重量变化，称重传感器4重量参数通过电缆线传输给PLC，PLC对重量参数对比分析，当水囊1中模拟人体液量小于满载时的/时，PLC给电磁阀9输出脉冲信号，脉冲信号控制电磁阀9线圈通电，注液管7管路打开，开始注液；当水囊1中模拟人体液量满载时，PLC给电磁阀9输出脉冲信号，电磁阀9线圈失电，后阀芯切断注液管7路，停止注液。

用于排出模拟人体液的排液管18，

排液管18可以通过一端深入水囊1内部实现排液，也可以通过排液口开设于水囊1的最低处实现排液；当排液管18通过一端深入水囊1内部实现排液时，排液管18可以固定连接于水囊1上的任意位置处；当排液管18通过排液口开设于水囊1的最低处实现排液时，排液管18固定连接于水囊1上的最低位置处。

用于提供排出液体驱动力的驱动装置10，驱动装置10与排液管18连接；其中驱动装置10装置可以采用微型泵1001，泵1001与排液管18连接。练习结束后，启动泵1001，泵1001经过排液管18将水囊1内部的模拟人体液排出。

如图6和图10所示，在另外一些实施例中，还包括活动重力吸头11，活动重力吸头11上开设有吸液通孔12；活动重力吸头11与排液管18通过第二柔性管13连通，第二柔性管13的长度设置为能够适用于活动重力吸头11滚落到水囊1内部的任意位置处。活动重力吸头11在重力作用下能够滚落至水囊1内部的最低点，所以能够将水囊1内部的模拟人体液全部排出。尤其是，在练习过程中，模型因为人为因素出现倾斜，水囊1也会跟着倾斜。有时这种倾斜可能因为不明显而没有被发现，此时水囊1的最低点发生改变，不在是预设的最低点。而活动重力吸头11在自身重力作用下能够迅速捕捉并且滚落到最低点从而实现充分排液。同时，若模型倾斜后又被恢复至原位，活动重力吸头11首先滚到倾斜后的最低位置后又会再次滚到模型回复至原位时的最低位置处。所以安装了活动重力吸头11后，排液管18不仅可以安装在水囊1上的任意位置处，且模型被翻动或者倾斜后，活动重力吸头11能够自动滚落至水囊1的最低位置处，确保充分排液。

如图6和图10所示，在另外一些实施例中，活动重力吸头11为球形。由于球形的活动重力吸头11滚动起来容易，所以球形的活动重力吸头11能够更为灵敏的移动至水囊1中的最低点。

如图6、图7和图10所示，在另外一些实施例中，还包括浮囊14，浮囊14内设置有排气通道17，浮囊14的底部固定连接有第一重力块16，排气通道17的进气口设置于浮囊14上与第一重力块16相对的位置处，第一柔性管15的一端与气压平衡管3连接，第一柔性管15的另一端与排气通道17连接；第一柔性管15的长度足够浮囊14漂到水囊1内的任意位置处。

当浮囊14漂浮于模拟人体液的液面上时，浮囊14固定连接有第一重力块16的区域在第一重力块16的作用下是竖直向下的，所以与第一重力块16相对的进气口就始终竖直向上。浮囊14的体积和第一重力块16的重量的设置量满足浮囊14漂浮于液面上时，浮囊14的一半位于液面下方，以避免液体进入浮囊14内部。

液面上方的空气从进气口29进入，接着从连接第一柔性管15进入气压平衡管3，并最终从气压平衡管3中排出。通过设置浮囊14能够避免水囊1内的模拟人体液从气压平衡管3中溢出。通过设置浮囊14，气压平衡管3能够设置于水囊1上的任意位置处，水囊1内的模拟人体液均不会从气压平衡管3中溢出。更为重要的是，当模型的位置发生改变时，例如模型被翻动，水囊1原先的最高点可能不再是水囊1现在的最高点，此时如果没有浮囊14的话，液体可能会从气压平衡管3中溢出。但是设置浮囊14后，由于浮囊14始终漂浮于液面上，所以即使模型位置发生改变，液体也不会从气压平衡管3中溢出。

如图7所示，在另外一些实施例中，还包括浮囊14上设置有高于进气口的凸起块19。当模拟人体液快灌满时，由于浮囊14的进气口处始终处于液面上方，所以浮囊14的进气口处容易与浮囊14的内侧壁相抵。由于凸起块19高于进气口，所以凸起块19与浮囊14的内侧壁相抵，进气口与浮囊14内表面之间存在间隙，气流能够从该间隙中流出或者流入进气口。

在一些实施例中，凸起块19共若干，若干凸起块19围绕进气口设置；相邻的凸起块19之间留设有供气流进出的间隙。

如图5所示，在另外一些实施例中，还包括：包覆于水囊1外表面的加热层20；其中加热层20能够对水囊1进行加热。加热层20可以采用电加热装置，例如电加热伴带裹在水囊1的外表面。

待水囊1内液体全部排空后，开启加热层20，加热温度为40-50°之间，(水囊1是由塑料制备)，将水囊1内剩余微量水加热蒸发成水蒸气。

用于将水囊1内部的蒸汽排出的排气管22；

与排气管22连接的风机23。开启风机23，将水囊1内部的水蒸气排出水囊1，从而实现干燥。干燥后的水囊1内部不会滋生微生物，时刻保持干净卫生。气压平衡管3与排气管22配合使用时，外界气流从气压平衡管3进入水囊1中，实现顺利排水蒸气。

如图5、图8、图9和图10所示，在另外一些实施例中，还包括进气管21。进气管21的一端固定连接于水囊1上实现将外界气流输入到水囊1内部；进气管21的进气速率大于气压平衡管3，所以配合进气管21能够提高排气管22的排气速率。从而缩短干燥操作时间。

排气管22的一端固定连接于水囊1上且与水囊1连通；排气管22的另一端与风机23的进气口固定连接；打开加热层20和风机23，加热层20生成热气流，风机23从排气管22吸入气体，所以热气流从加热层20的排气管22中排出气体，平衡气流通过进气管21和气压平衡管3同时进入水囊1。排气管22上设置有控制排气管22启闭的阀门，不处于干燥流程时，可以关闭该阀门(图中并未示出)，以避免液体从排气管中漏出。

如图11和图12所示，另外一些实施例中，球形浮囊24内部的底部固定连接有第二重力块25，球形浮囊24和第二重力块25共同构成不倒翁结构。球形浮囊24内部设置有排气通道17和第一排水通道27，其中，排气通道17的进气口设置于浮囊14上第二重力块25的正上方，浮囊14上位于第二重力块25的正下方开设有进水口26，进气口、进水口26的连线经过第二重力块25的重心。

其中，第二重力块25内部开设有第二排水通道，第二排水通道的入口正对球形浮囊24上的进水口26。第二排水通道与第一排水通道27连通；气压平衡管3和排气通道17通过第一柔性管15连接；第一排水通道27与排水管通过第二柔性管13连接。

如图11和图13所示，当水囊1内模拟人体液量充足时，当球形浮囊24漂浮于模拟人体液的液面上时，浮囊14固定连接有第二重力块25的一端肯定是位于模拟人体液的最低处，与第二重力块25相对的进气口就始终位于液面上方，为了确保球形浮囊24漂浮于模拟人体液的液面上时，即使液面荡漾或者球形浮囊24稍有转动时，模拟人体液也不会进入进气口29，通常球形浮囊24的体积和第二重力块25之间的尺寸设置能够满足当球形浮囊24漂浮于模拟人体液的液面上时，液面不超过球形浮囊24高度的一半。

液面上方的空气从进气口进入，接着从连接第一柔性管15进入气压平衡管3，并最终从气压平衡管3中排出(此过程为排气过程，逆过程为吸气过程，原理一致)。通过设置浮囊14，能够确保水囊1内部气压平衡的同时还能够避免水囊1内的模拟人体液从气压平衡管3中溢出。

如图12所示，当水囊1内模拟人体液量不足时，球形浮囊24的底部沉在水囊1内部时，水囊1受到的浮力不足以抵消重力。但是由于浮力和重力依旧位于同一直线上，才能抵消相互的转动力矩，所以球形浮囊24依旧以进水口26与水囊1内侧壁接触的姿势沉在水囊1内，而且此时液体肯定不会没过进气口，从而实现进气和排液同时顺利进行。

由于球形浮囊24的球形结构，当水囊1在使用过程中发生倾斜时，球形结构能够自动滚落至倾斜后的最低位置处，当球形结构排至最低位置处时，又由于球形浮囊24与第二重力块25配合形成不倒翁结构，所以球形浮囊24会重新恢复到进水口26朝下，进气口29朝上的姿势，从而实现在排液的同时保持气压平衡。

如图11所示，第一柔性管15和第二柔性管13对称分布于球形浮囊24。第一柔性管15和第二柔性管13的重力对球形浮囊24形成的转动力矩几乎可以相互抵消，避免第一柔性管15和第二柔性管13的重力力矩导致球形浮囊24倾斜。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，包括：

用于盛装模拟人体液的水囊；

保持水囊与外界连通的气压平衡管；

用于对水囊实时称重的称重传感器；

用于注入模拟人体液的注液管，所述注液管用于连接水囊和模拟人体液的储存设备；

与称重传感器配合使用的电磁阀，所述电磁阀安装于注液管上；

用于排出模拟人体液的排液管；

用于提供排出液体驱动力的驱动装置，所述驱动装置与排液管连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，还包括活动重力吸头，所述活动重力吸头上开设有吸液通孔；所述活动重力吸头与排液管通过第二柔性管连通，所述第二柔性管的长度设置为能够适用于活动重力吸头滚落到水囊内部的任意位置处。

3.根据权利要求2所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，所述活动重力吸头为球形。

4.根据权利要求1所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，还包括：与气压平衡管连接的浮囊，所述浮囊的底部固定连接有第一重力块，所述浮囊与第一重力块相对的位置处开设有进气口。

5.根据权利要求4所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，所述浮囊上设置有高于进气口的凸起块。

6.根据权利要求1所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，还包括：

包覆于水囊外表面的加热层；

用于将水囊内部的蒸汽排出的排气管；

与排气管连接的风机。

7.根据权利要求6所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，还包括：

用于向水囊内部通入气体以适应快速排气时水囊内外部气压平衡的进气管。

8.根据权利要求1所述的一种模拟人体液灌注系统，其特征在于，还包括球形浮囊；所述球形浮囊内部的底部固定连接有第二重力块，所述球形浮囊和第二重力块共同构成不倒翁结构；所述球形浮囊内部设置有排气通道和第一排水通道；其中，所述排气通道的进气口设置于浮囊上位于第二重力块的正上方，浮囊上位于第二重力块的正下方开设有进水口，所述进气口、进水口的连线经过第二重力块的重心；其中，所述第二重力块内部开设有第二排水通道，所述第二排水通道的入口正对球形浮囊上的进水口；所述第二排水通道与第一排水通道连通；

所述气压平衡管和排气通道通过第一柔性管连接；所述第一排水通道与排水管通过第二柔性管连接。