具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型的制作方法

本實用新型涉及醫療機械技術領域，特別涉及醫學實驗模型技術領域，具體是指一種具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型。

背景技術：

橈動脈(radial artery)穿刺是目前臨床上較為常用的操作，采用橈動脈穿刺方便、安全。但是由于其解剖結構較細，尤其是橈動脈搏動較弱時穿刺難度明顯增加，多次穿刺也增加了患者的痛苦，更可能進一步出現緊張情緒，引起橈動脈痙攣，給臨床穿刺也帶來一定的難度。因此，醫護人員需要反復仿真練習才能掌握該項技術，然而目前已有的模型存在著不利于練習者感受顯現的脈動感或觀察動脈回血等應有的仿真效果，或仿真材料維護不便，操作步驟繁瑣，練習成本高等不利因素。

因此，如何提供一種利于提高醫護人員反復仿真練習效果，操作簡便，維護方便的練習模型成為本領域亟待解決的問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠較好地模擬人體解剖結構，提供醫護人員進行仿真練習，有助于提升醫護人員的熟練度，進而減輕患者痛苦，且結構簡單，維護方便，使用成本低的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型。

為了實現上述的目的，本實用新型的一種具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型，具有以下結構：包括模擬手臂模型、仿真血管，該仿真血管置于所述模擬手臂模型中的橈動脈通道中，還包括脈動發生機構，所述脈動發生機構包括活塞機構和脈動源電機模塊；所述活塞機構的一側具有輸出端，所述輸出端與所述仿真血管的一端連通；所述脈動源電機模塊驅動所述活塞機構的活塞往復運動，以向所述仿真血管提供壓力。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述脈動源電機模塊包括電源模塊、控制器模塊、脈動源電機部件；所述電源模塊分別連接所述的脈動源電機部件和控制器模塊；所述控制器模塊與所述脈動源電機部件電氣連接，以控制所述脈動源電機；所述脈動源電機部件驅動所述活塞機構的活塞往復運動。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述脈動源電機部件包括脈動源電機和凸輪機構，所述脈動源電機與所述凸輪機構連接并使其轉動，所述凸輪機構向所述活塞施加作用力以驅動所述活塞往復運動。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述脈動源電機部件包括脈動源直線電機和連桿；所述連桿一端連接所述活塞，另一端連接所述脈動源直線電機。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述控制器模塊包括主控制器和與所述主控制器連接的電機控制器；所述主控制器接收源自用戶指令單元的指令，并向所述電機控制器輸出控制指令并接收所述電機控制器的反饋信號。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述主控制器還包括文本顯示屏，用以顯示電機工作運行狀態和電機的轉速。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述用戶指令單元包括啟動部件、停止部件、脈動頻率調節部件和壓力調節部件。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述啟動部件、停止部件、脈動頻率調節部件和壓力調節部件分別為帶有狀態指示燈的按鈕或旋鈕。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述輸出端與所述仿真血管的一端通過快速接頭部件連通。

作為本實用新型的進一步改進，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，通過所述輸出端的仿真血液的壓力在40mmHg～150mmHg范圍內，頻率在60～150次/分范圍內。

附圖說明

圖1為本實用新型的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型的具有凸輪機構實施例結構示意圖。

圖3為本實用新型的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型的具有脈動源直線電機實施例結構示意圖。

圖4為本實用新型的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型控制回路原理示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。

在一種實施方式中，如圖1所示，本實用新型的一種具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100，具有以下結構：包括模擬手臂模型101、仿真血管102，該仿真血管102置于所述模擬手臂模型101中的橈動脈通道103中，還包括脈動發生機構104，所述脈動發生機構104包括活塞機構300和脈動源電機模塊400；所述活塞機構300的一側具有輸出端301，所述輸出端301與所述仿真血管102的一端連通；所述脈動源電機模塊400驅動所述活塞機構300的活塞302往復運動，以向所述仿真血管102提供壓力。

在進一步優選的實施方式中，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，如圖2和圖3所示，所述脈動源電機模塊400包括電源模塊401、控制器模塊402、脈動源電機部件403；所述電源模塊401分別連接所述的控制器模塊402和脈動源電機部件403；所述控制器模塊402與所述脈動源電機部件403電氣連接，以控制所述脈動源電機部件403；所述脈動源電機部件403驅動所述活塞機構300的活塞302往復運動。

在進一步優選的實施方式中，如圖2所示，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，所述脈動源電機部件403包括脈動源電機413和凸輪機構423，所述脈動源電機413與所述凸輪機構423連接并使其轉動，所述凸輪機構423向所述活塞302施加作用力以驅動所述活塞302往復運動。

在利用該優選實施方式的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100時，脈動源電機413提供凸輪423一定的扭力，使凸輪423旋轉，形成往復運動的機構，電機輸出的扭力需要克服活塞302與活塞缸303之間的摩擦力、以及使輸送管擴張的張力。凸輪423的每個圓周運動會形成一個高低周期，凸輪423達到最高位時，活塞302上升，脈動發生結構104產生正壓力，使仿真血管102膨脹；凸輪423回到初始位置時，活塞302下降，脈動發生結構104釋放壓力。

在進一步優選的實施方式中，如圖3所示，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型中，所述脈動源電機部件403包括脈動源直線電機433和連桿443；所述連桿443一端連接所述活塞302，另一端連接所述脈動源直線電機433。

在進一步優選的實施方式中，如圖1所示，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，所述輸出端301與所述仿真血管102的一端通過快速接頭部件106連通。仿真血管由單個快速接頭部件連接，可實現快速更換，更換前活塞返回原位，抽取仿真血管中多余的液體，不需要另外補液，節約零件成本，簡化操作步驟。

在進一步優選的實施方式中，如圖4所示，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，所述控制器模塊402包括主控制器412和與所述主控制器412連接的電機控制器422；所述主控制器412接收源自用戶指令單元107的指令，并向所述電機控制器422輸出控制指令并接收所述電機控制器422的反饋信號。

在進一步優選的實施方式中，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，所述主控制器412還包括文本顯示屏，用以顯示電機工作運行狀態和電機的轉速。

在進一步優選的實施方式中，如圖4所示該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，所述用戶指令單元107包括啟動部件117、停止部件127、壓力調節部件137和脈動頻率調節部件147。

在進一步優選的實施方式中，該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100中，所述啟動部件117、停止部件127、壓力調節部件137和脈動頻率調節部件147分別為帶有狀態指示燈的按鈕或旋鈕。

在利用該優選實施方式的具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型時，其控制回路中為模型供電的電源為交流220V，通過電源模塊將交流220V電壓轉化為直流控制電壓。采用PLC作為主控制器，并配有文本顯示屏，上面可以顯示工作運行狀態及電機的轉速等。外部配有“啟動按鈕”、“停止按鈕”、“壓力調節旋鈕”和“脈動頻率調節旋鈕”供用戶輸入相應操作指令，同時按鈕自帶指示燈顯示狀態信息。用戶指令通過PLC主控制器轉為脈沖信號輸出至電機控制器，通過調節脈沖幅值來調節電機的輸出功率，通過調節脈沖頻率來調節電機的轉速，實現對電機的輸出功率和輸出頻率的控制，從而控制脈動源電機調節模擬仿真血液壓力和脈動頻率的功能，其中調節范圍受“壓力調節部件”和“脈動頻率調節部件”允許的調節范圍限制。

在使用該具備仿真脈動的橈動脈穿刺模型100練習時，所述活塞機構300中充滿仿真血液。所述活塞機構300內沿所述活塞302運動方向上還設置有彈簧結構。

在本實用新型的具有仿真脈動的橈動脈穿刺模型100的實際應用中，模型各部分的材料組成及參數如下所述：

1、手臂101：仿真材料制作的一條左手前臂模型，大小仿真人尺寸；材料仿真人體皮膚的皮膚層，皮膚下設計兩條肌腱，即肱橈肌腱和橈側腕屈肌腱，模擬橈動脈103從中間穿過，仿真血管102置于橈動脈103的通道中；手臂側面置有一根拉鏈，便于內部一次性材料的更換，當然也可以采用本領域內所公知的其他材料。

2、橈動脈103：橈動脈固定走行于模擬手臂的皮下，于肱橈肌腱和橈側腕屈肌腱之間穿行。橈動脈制作材料為具有一定彈性的塑膠管，使穿刺時有微小的突破感。

3、脈沖發生機構104：電源模塊通過轉換模塊，將外接交流電源轉換為5V或24V的直流電源向脈動源電機模塊供電，或者直接通過蓄電池等形式的外設直流電源供電；脈動源電機通常選擇直流脈沖電機，通過脈寬調節(PWM)等方式調節直流電機的輸入脈沖電流的幅值，實現調節脈動源電機的輸出功率，以實現對模擬脈搏強弱的調節，其中仿真血液承受的血壓范圍為40mmHg～150mmHg；通過對輸入脈沖頻率的調節，使得模擬橈動脈搏動頻率范圍為60-150次/分。

在實際使用中，首先須進行參數設置。即在穿刺練習前，在壓力調節部件設定血壓，在脈動頻率調節部件設定脈搏頻率；啟動模型。對于初學者，可以將血壓設定較高些，如140/90mmHg，這樣的脈搏搏動較強，便于觸摸到脈搏，頻率可以設置在60～80次左右，這樣頻率的脈搏較清晰，便于穿刺；對于有一定穿刺基礎，想要提高穿刺能力的人員，可以將血壓設置得低一些，如80/40mmHg，頻率快一些，如120-150次/分，模擬患者休克狀態，此時，橈動脈搏動較弱，定位稍困難，提高穿刺難度，訓練高素質的專業人員。

更換仿真血管時，仿真血管是由單個快速接頭部件連接與脈動源活塞機構的輸出端連接，可實現快速更換；在更換仿真血管前，撳下停止按鈕，活塞返回原位，抽取仿真血管中多余的液體不會造成仿真血液額外泄露，從而不需要另外補液，節約零件成本，簡化操作步驟，便于進入下一次操作循環。

本模型采用仿真血管嵌入至模擬手臂內槽內形成一個橈動脈輸血管，使用脈動發生機構促使脈動源產生液壓提供人體動脈搏動而使之練習者進行反復模擬橈動脈穿刺；練習穿刺中能感覺出顯現的脈動感，反復穿刺練習時有顯然的動脈回血發生。表面皮膚及血管耗材可定期更換，整個過程易于更換，設計簡易，符合人體工程學。“脈動發生機構”產生壓力，使仿真血管收縮膨脹，模擬人體的脈搏，同時模仿人體的血壓。

在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。