用于通过经典和微创的方法实践心脏手术技术和程序的通用模拟器技术

用于通过在心脏水平上的经典方法和微创方法或在胸腔外科手术领域的其他干预措施来实践心脏手术中的技术和程序的通用模拟器。模拟器由合成的胸部(1)、猪组织和泵送系统构成；该胸部(1)具有多个带有可移动的肋椎关节(2)和可移动的胸肋关节(3)的切口(6)、具有在第三个肋间隙处正中切开(4)和横向切开(5)的胸骨；猪组织由心脏(7)、两个肺(21)、升主动脉(17)、降主动脉(22)和气管(23)构成；该泵送系统由致动器(10)、活塞圆筒(8)、可变压力泵(9)、气阱(13)和储存器(14)构成，活塞圆筒(8)通过管道(11)连接到心脏左心室和右心室，可变压力泵(9)将液体泵送通过管道(18)进入升主动脉(17)，气阱(13)安装在泵(8)与心脏(7)之间，并且两个用于液体和空气的单向阀(19和20)串联安装在气阱(13)的上部，用于液体的储存器(14)连接到泵(8和9)，该泵(8和9)将液体泵入和泵出心脏(7)以及泵入升主动脉(17)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过经典和微创的方法实践心脏手术技术和程序的通用模拟器本专利技术涉及用于通过经典和微创的方法实践心脏手术中的技术和程序的通用模拟器。从最简单到最复杂的不同类型的心脏手术模拟器都是已知的。使用简单的模拟器，则只能进行基本和非集成的模拟，逼真性水平却很低。使用虚拟模拟器，可以在更广阔的手术环境中模拟更复杂的手术程序，但是这些模拟器的逼真性水平很低，而且不灵活且昂贵。基于生物组织和不同部件的组合的复杂模拟器可提供高水平或逼真性以及医学行为的集成，同时还提供了模拟复杂技术和程序的可能性。专利US7798815中所描述的模拟器基于猪的组织、基本的胸腔和至少两个由计算机系统控制的心室气囊，心室气囊节律性地膨胀和收缩，从而使心脏以与人类活体心脏相似的方式运动。该系统的一个缺点是只能模拟通过经典方法(中位胸骨切开术)完成的手术程序，从而消除了模拟任何微创方法(微型胸骨切开术、左或右微型胸廓切开术)的可能性，微创方法代表了心脏手术进展中的新方法。另一个缺点是以下事实，由于通过这些瓣膜的用于产生心脏运动的心室气囊，不可能在二尖瓣或三尖瓣处模拟外科手术程序。同样，对于涉及心脏壁和心室内部可视化的模拟，由于存在上述气囊的存在，模拟的逼真水平较低。该模拟器的另一个缺点是，由于制备猪组织的方式，其仅允许在心脏水平上模拟程序，而没有模拟胸外科手术程序(肺部分切除术、非典型性切除术)的可能性。同样由于制备猪组织的方式，不能模拟心脏移植。本专利技术的范围是增加可以在同一模拟器上完成的程序的数量，以增加模拟的逼真性并减少猪组织准备的时间，从而使模拟更易于接入且易于实施。本专利技术的目的是实现心胸外科手术模拟器，其允许通过经典和微创方法二者来模拟大多数心脏手术程序，同时提供更高程度的逼真性。根据本专利技术的模拟器消除了已知模拟器的缺点，该模拟器由合成的胸部1、专门为模拟器准备的猪组织和泵送系统构成，该胸部1在解剖学上类似于人胸部，由覆盖有弹性材料层的骨骼、在第三肋间隙水平或其他肋间隙处的纵向切开4和横向切开5的胸骨、和每个半胸腔(泄漏的液体聚集的地方)最下部的一个引流孔构成，该骨骼具有多个用于心脏和胸腔外科手术的典型切口6，以及在肋椎2处的可移动关节和在胸肋3处的可移动关节，像在实际的心脏手术期间那样，在肋椎2处的可移动关节和在胸肋3处的可移动关节允许胸骨和肋骨二者的缩回；猪组织由猪心脏7、两个肺21、升主动脉17、降主动脉22和气管23构成，并连接至泵送系统；泵送系统由致动器10、活塞圆筒8、可变压力泵9和储存器14、气阱13、和用于液体的储存器14构成，活塞圆筒8用作泵，其通过管道11连接到心脏的两个心室，从而将液体从心脏7中泵入和泵出，产生跳动的心脏的效果，可变压力泵9和储存器14通过管道18泵送升主动脉17中的液体，将恒定压力维持在此水平，并产生血液流动的效果，气阱13安装在泵8和心脏7之间，一个用于液体19和一个用于空气20的两个单向阀串联安装在气阱13顶部，用于液体的储存器14连接到泵8、9，泵8、9将液体泵至猪心脏7以及升主动脉17，以及从其中泵出。本专利技术具有以下优点：它允许通过经典方法和微创方法二者模拟在心脏和升主动脉水平上的心脏手术程序。它允许模拟在三尖瓣和二尖瓣水平上的心脏手术程序。它允许模拟某些胸腔外科手术程序。它允许更快地制备猪组织，这意味着每次模拟的成本较低它允许引入外科手术牵开器，并缩回胸骨和肋骨，并在去除牵开器后将其返回到初始位置(就像在现实中一样)下面，结合图1至图5给出本专利技术的一个实施方式，其表示：图1–表示由具有可移动的胸肋关节和肋椎关节的骨骼形成的覆盖着一层乳胶的合成的胸部。图2–表示可移动的胸肋关节和带有正中和横向切口的胸骨。图3–表示肋椎关节、肋骨和胸骨(缩回并处于初始位置)图4–表示由合成的胸部、猪组织和泵送系统形成的整个模拟器。图5–表示由心脏、肺、升主动脉、降主动脉和气管形成的猪组织。实施例根据本专利技术的模拟器由合成的胸部1、专门为模拟器准备的猪组织和泵送系统构成，该胸部1在解剖学上类似于人胸部，由覆盖有弹性材料层(乳胶)的骨骼、在第三肋间隙水平的纵向切开4和横向切开5的胸骨、每个半胸腔(泄漏的液体聚集的地方)最下部的一个引流孔构成，该骨骼具有多个用于心脏和胸腔外科手术的典型切口6，以及带有可移动的肋椎关节2和可移动的胸肋关节3，像在实际的心脏手术中那样，可移动的肋椎关节2和可移动的胸肋关节3允许胸骨和肋骨二者的缩回；猪组织由猪心脏7、两个肺21、升主动脉17、降主动脉22和气管23构成；泵送系统由致动器10、活塞圆筒8、可变压力泵9、气阱13、用于液体的储存器14构成，活塞圆筒8用作泵，其通过管道11连接到心脏的两个心室，从而将液体从心脏7中泵入和泵出，产生跳动的心脏的效果，可变压力泵9通过管道18泵送升主动脉17中的液体，将恒定压力维持在此水平，并产生血液流动的效果，气阱13安装在泵8和心脏7之间，一个用于液体19和一个用于空气20的两个单向阀串联安装在气阱13顶部，用于液体的储存器14连接到泵8、9，泵8、9泵送猪心脏7以及升主动脉17中的液体。这样设想的模拟器是通用模拟器，它允许用户通过经典方法和微创方法来实践心脏手术技术，而无需将多个模拟器用于多种程序。通过合成的胸部1可以获得经典方法和微创方法的模拟，该胸部1具有以下切口：在第二、第三和第四肋间隙的右前外侧切口，在第三和第四肋间隙的左前外侧切口。其他切口可以在胸的任何水平上完成。同样，胸骨在其中线上纵向切开，并在第三个肋间隙的水平处横向切开。胸骨也可以在其他水平上横向切开。关节(对应人关节)在肋骨水平2和胸肋水平3处都是可移动的。这种移动性和多种切口允许引入外壳手术牵开器，并且缩回肋骨或胸骨的肋骨，并且一旦去除牵开器后，它们返回初始位置。通过使用液体填充和排空心脏7，获得跳动的心脏的模拟，以能够实践插管技术和ON-PUMP冠状动脉旁路术。这是通过用作泵的活塞圆筒8获得的，该活塞圆筒8通过管道11连接到左心室(管道通过肺静脉进入心脏并到达二尖瓣)和右心室(管道通过肺动脉进入心脏，穿过肺动脉瓣并进入右心室)。可以通过其他接入点将另外的管道连接到两个心室中的每一个。可以通过致动器10通过不同的方式(气动、液压、电动等)来致动圆筒。可以通过调整运动的长度(其确定所泵送的容积)、运动的速度(其可以在周期水平(每个时间间隔的周期数)或阶段水平(在充满心脏时对圆筒速度进行单独调整，在排空时对圆筒速度进行单独调整)进行调整)来控制圆筒的运动。这些参数的调整允许在心率或行程量的不同条件下模拟跳动的人心脏。活塞圆筒8连接到储存器14，其从储存器14抽取水以供使用。在圆筒和猪心脏7之间有气阱13，其由储水器构成，储水器的上面水平处有一个单向水阀19(不允许水通过)，并且在水阀上面有一个单向空气阀20(允许空气排出但不允许进入)。当空气进入系统时(在模拟期间在心脏水平、各个管道关节处或在任何其他零件处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过经典方法和微创方法二者来实践心脏手术中的技术和程序的通用模拟器，所述模拟器由合成的胸部(1)、猪组织和泵送系统构成，其特征在于所述合成的胸部(1)由覆盖有弹性材料层的骨骼、沿胸骨正中线纵向切开(4)和在第三肋间隙水平或在其他水平处横向切开(5)的胸骨构成，所述骨骼具有在心脏和胸腔外科手术中使用的几个典型切口(6)、在肋椎水平处的可移动的关节(2)和在胸肋水平处的可移动的关节(3)；专门为模拟而准备的猪组织由心脏(7)、肺(21)、升主动脉(17)、降主动脉(22)和连接至泵送系统的气管(23)构成，连接至泵送系统；所述泵送系统由致动器(10)、活塞圆筒(8)、可变压力泵(9)、气阱(13)和用于液体的储存器(14)构成，活塞圆筒(8)用作泵，通过管道(11)连接到左心室和右心室，以节律的方式将液体从心脏7推入和推出心脏，从而产生跳动的心脏的效果，可变压力泵9通过管道18将液体泵入升主动脉17，在主动脉水平保持恒定的压力并产生血流的效果，气阱13安装在泵8与心脏7之间，具有两个单向阀，其中一个用于液体19和一个用于空气20，串联安装在气阱13的上部侧，用于液体的储存器14连接到泵8、9，所述泵8、9将液体泵至心脏7和升主动脉17以及从其中泵出。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181005 RO a2018007771.一种用于通过经典方法和微创方法二者来实践心脏手术中的技术和程序的通用模拟器，所述模拟器由合成的胸部(1)、猪组织和泵送系统构成，其特征在于所述合成的胸部(1)由覆盖有弹性材料层的骨骼、沿胸骨正中线纵向切开(4)和在第三肋间隙水平或在其他水平处横向切开(5)的胸骨构成，所述骨骼具有在心脏和胸腔外科手术中使用的几个典型切口(6)、在肋椎水平处的可移动的关节(2)和在胸肋水平处的可移动的关节(3)；专门为模拟而准备的猪组织由心脏(7)、肺(21)、升主动脉(17)、降主动脉(22)和连接至泵送系统的气管(23)构成，连接至泵送系统；所述泵送系统由致动器(10)、活塞圆筒(8)、可变压力泵(9)、气阱(13)和用于液体的储存器(14)构成，活塞圆筒(8)用作泵，通过管道(11)连接到左心室和右心室，以节律的方式将液体从心脏7推入和推出心脏，从而产生跳动的心脏的效果，可变压力泵9通过管道18将液体泵入升主动脉17，在主动脉水平保持恒定的压力并产生血流的效果，气阱13安装在泵8与心脏7之间，具有两个单向阀，其中一个用于液体19和一个用于空气20，串联安装在气阱13的上部侧，用于液体的储存器14连接到泵8、9，所述泵8、9将液体泵至心脏7和升主动脉17以及从其中泵出。


2.根据权利要求1所述的模拟器，其特征在于，通过用作泵的活塞圆筒(8)对所述跳动的心脏(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·蒙特亚努，
申请(专利权)人：I·蒙特亚努，
类型：发明
国别省市：罗马尼亚;RO