心脏后负荷血流动力学模拟器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种心脏后负荷血流动力学模拟器，包括类似于人体上半身形体的外壳，外壳通过连接线与电源相连接；其特征在于，在外壳内部设置有心脏模块、肺循环模块和动力泵模块，所述心脏模块、动力泵模块、肺循环模块之间由循环模块相连接，具有心脏结构模拟、模拟外周循环、循环阻力模拟、肺循环模拟、血液黏度模拟的功能，并且具备辅助器械测量各个数值变化功能，是一种多功能式血流动力学动态变化模拟器。模拟器。模拟器。

【技术实现步骤摘要】
心脏后负荷血流动力学模拟器


[0001]本技术属于医学领域的动力学辅助装置，具体涉及一种心脏后负荷血流动力学模拟器，主要用于心脏结构模拟、外周循环模拟、循环阻力模拟、肺循环模拟、血液黏度模拟，同时适用于心脏血流动力学理论教学与临床实践应用。

技术介绍

[0002]心脏是人体的重要的器官，主要起到向全身输送血液的功能，其收缩和舒张目的是将血液送到外周，能满足组织代谢需要。心脏需要克服后负荷，进行有效的射血。心脏的后负荷是指心脏的压力负荷，主要取决于主动脉的顺应性、外周血管阻力、血液黏度、外周循环容量。对于左心室，引起后负荷增加的因素有全身血管阻力(SVR)增加、左心室容积增加。对于右心室，引起后负荷增加的因素有肺血管阻力(PVR)增加、右心室容积增加。由医学欧姆定律可知后负荷的急剧上升，心肌缩短速度降低，在有限的收缩期，射血减少导致每搏输出量下降和舒张末期容积增加，这导致左室舒张末容积(前负荷)继发性的上升，这种心脏在急性后负荷增加时恢复正常心搏出量的内在能力被称为Anrep效应。后负荷异常将导致患者心悸、气短、恶心、头晕、心脑血管供应不足，过重是引起心衰。
[0003]临床上，PiCCO血流动力学监测通过血压和心输出量(CO)计算得出后负荷全身血管阻力(SVR)。全身血管阻力指数(SVRI)是全身血管阻力(SVR)与体表面积(BMI)之比，如果SVRI增加，为维持同样的射血量，心脏收缩力必须上升，如果后负荷超出了心肌纤维的承受范围，心脏可能出现代偿表现。围术期容量平衡、血流动力学稳定的管理需要对后负荷平稳进行实时监测。负荷失衡的患者情况危急，及时发现并采取相对应措施维持负荷平衡很重要。对于初级医生而言临床训练机会很少，因此迫切需要一款心脏后负荷血流动力学模拟器，辅助医生对于后负荷的理解。现阶段，临床教学上应用的后负荷模拟器品种少、功能较为单一，不能满足复杂条件下的训练需求。
[0004]由此可见，目前已有的模拟器不满足于解决当前此领域内“医、教、研”问题，需要设计一种能够反复使用、新颖的一款心脏后负荷血流动力学模拟器。

技术实现思路

[0005]针对临床医生的教学需求，辅助临床医对于血流动力学的后负荷稳定的理解，本技术的目的在于，提供一种同时具有心脏结构模拟、外周循环模拟、循环阻力模拟、肺循环模拟、血液黏度模拟的心脏后负荷血流动力学模拟器。
[0006]为了实现上述任务，本技术采取如下的技术解决方案：
[0007]一种心脏后负荷血流动力学模拟器，包括类似于人体上半身形体的外壳，外壳通过连接线与电源相连接；其特征在于，在外壳内部设置有心脏模块、肺循环模块和动力泵模块，所述心脏模块、动力泵模块、肺循环模块之间由循环模块相连接，其中：
[0008]所述外壳为中空箱体，内部有固定心脏模块、动力泵模块和肺循环模块的支架，箱体正面覆盖可置换表皮，表皮下镶嵌胸骨结构，基座内缘固定有硅胶卡槽，心脏模块固定在
胸腔位置，动力泵模块固定在腹腔位置；循环模块用于连接心脏模块、肺循环模块和动力泵模块模块，构成封闭式液体循环系统，循环模块绕箱体内缘布置，置于外壳内缘硅胶卡槽内；
[0009]所述循环模块采用塑料软管，软管内镶嵌加热导丝，用于模拟人体血管，连接处为螺旋接口，设置有通用单向阀，可连接心脏模块、动力泵模块和肺循环模块，构成封闭式液体循环系统，通过电动泵转轮摩擦软管，产生匀速单向的模拟血流；
[0010]所述心脏模块为封装在软硅胶内的一体式心脏模型和心包模型，并与外壳的表皮和胸骨框架紧密贴合；其中：
[0011]所述心脏模型的图像数据取自患者真实CT，材质为硅胶，通过3D打印形成，液体进出口有螺旋接口，与循环模块对接；
[0012]所述心包模型采用自愈材料制成，触感仿真；
[0013]所述动力泵模块包括主动脉泵、肺动脉泵、上下腔静脉泵、肺静脉泵，通过螺旋接口连接循环模块，用于实现正常血流模拟，通过所述主动脉泵、肺动脉泵、上下腔静脉泵和肺静脉泵的电动转轮给予循环模块中匀速的血流；
[0014]所述肺循环模块为密闭容器，两端连接循环模块，其中填充导热凝胶小球，用于增大液体与空气接触，减缓液体流动速度，模拟肺循环的作用。
[0015]本技术的其它特点是：
[0016]所述软管内流动的液体由聚乙烯醇、甘油、水溶液并加入适量淀粉稀释液组成。
[0017]本技术的心脏后负荷血流动力学模拟器，具有心脏结构模拟、模拟外周循环、循环阻力模拟、肺循环模拟、血液黏度模拟的功能，并且具备辅助器械测量各个数值变化功能，是一种多功能式血流动力学动态变化模拟器。
附图说明
[0018]图1是本技术的心脏后负荷血流动力学模拟器的外壳示意图；
[0019]图2是外壳内部分布示意图；
[0020]图3是循环模块示意图；
[0021]图4是肺循环模块结构示意图；
[0022]图5心脏模块结构示意图。
[0023]图6是本技术的心脏后负荷血流动力学模拟器的内部结构细节示意图。
[0024]以下结合附图和实施例对本技术作进一步地详细说明。
具体实施方式
[0025]参见图1至图6，本实施例给出一种心脏后负荷血流动力学模拟器，包外壳，外壳通过连接线与电源相连接；在外壳内部设置有心脏模块、肺循环模块和动力泵模块，所述心脏模块、动力泵模块、肺循环模块之间由循环模块相连接。此款心脏后负荷血流动力学模拟器，其中各个模块的特点在于：
[0026]1、外壳
[0027]外壳为中空箱体，形状为成年男性上半身模型，内部有固定心脏模块、动力泵模块、肺循环模块的支架。箱体正面覆盖可置换表皮，表皮下镶嵌胸骨结构。基座内缘固定有
硅胶卡槽，心脏模块固定在胸腔位置，动力泵模块固定在腹腔位置。循环模块采用软管，用于连接心脏模块、肺循环模块和动力泵模块模块，构成封闭式液体循环系统，软管绕箱体内缘布置，置于外壳内缘硅胶卡槽内。
[0028]①
表皮：模拟人表层皮肤，由硅胶材料制成，触感仿真，可拆卸、更换、清洗维护；
[0029]②
胸骨：模拟人体胸骨结构，有肋间隙，作用是支撑表皮。骨骼结构可卡扣在基座内缘，可拆卸、更换；
[0030]2、循环模块
[0031]参见图3，循环模块采用塑料软管，用于模拟人体血管，连接处为螺旋接口，设置有通用单向阀，可连接各个模块(如图中的模块A至模块B)，构成封闭式液体循环系统。通过动力泵模块的电动泵转轮摩擦塑料软管，产生匀速单向的模拟血流，此部分优势在于“血液”在封闭环境下流动，不需要外带水箱。转轮磨损的塑料软管可替换，也可增加塑料软管长度。塑料软管布线于外壳内缘一周，卡在外壳内缘的硅胶里，硅胶体与外壳表皮，胸骨框架紧密贴合。塑料软管内镶嵌加热导丝，塑料软管内流动的介质(“血液”)采用由聚乙烯醇和甘油、水组成的溶液，再加入少量淀粉稀释液。加热导致淀粉糊化，“血液”黏度增加，模拟外周循环阻力的上升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心脏后负荷血流动力学模拟器，包括类似于人体上半身形体的外壳，外壳通过连接线与电源相连接；其特征在于，在外壳内部设置有心脏模块、肺循环模块和动力泵模块，所述心脏模块、动力泵模块、肺循环模块之间由循环模块相连接，其中：所述外壳为中空箱体，内部有固定心脏模块、动力泵模块和肺循环模块的支架，箱体正面覆盖可置换表皮，表皮下镶嵌胸骨结构，基座内缘固定有硅胶卡槽，心脏模块固定在胸腔位置，动力泵模块固定在腹腔位置；循环模块用于连接心脏模块、肺循环模块和动力泵模块模块，构成封闭式液体循环系统，循环模块绕箱体内缘布置，置于外壳内缘硅胶卡槽内；所述循环模块采用塑料软管，软管内镶嵌加热导丝，用于模拟人体血管，连接处为螺旋接口，设置有通用单向阀，可连接心脏模块、动力泵模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐灿华，韩宇鹏，张涛，王鹏，冯自立，叶健安，田翔，刘丽文，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：新型
国别省市：