[发明专利]一种用于操作练习的心脏模型装置

说明书

本发明涉及一种用于操作练习的心脏模型装置，包括心脏模型、支架和心脏模型驱动。通过心脏模型驱动的凸轮结构和心脏模型的电致弹性层，实现了心脏模型收缩；并通过手术限制框模拟了真实手术场景；最后通过特定驱动的振动装置实现了操作练习的评价。本发明能够真实模拟心脏手术的心脏模型，为医生模拟真实的手术环境，且能够使得医生能够更加准确评估手术的真实效果。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及用于为医生提供练习的心脏模型领域。

背景技术

目前医生在正式手术前需要经过较长的观摩、学习、练习的过程，虽然有动物供医生练习，但其心脏体积、具体结构与人体具有较大区别，练习效果不佳。现有技术中也有一些利用硅胶等柔性材质制作的心脏模型供医生手术练习。但由于这种模型通常为不可动的，因此只能练习医生的基本操作，例如对心脏某个部位进行缝合、放置支架、安装封堵器等。也就是说，这种模型只能支持操作者训练基本的操作流程和动作。既无法模拟手术过程中心脏跳动的条件，又无法评估操作者手术是否符合真实人体的生理需要。例如，患者在手术后不可避免的会运动、某些患者心脏待封堵区组织较薄等等，这些都会导致封堵器的脱落。一般的模型只能练习将封堵器放置在对应位置，但是无法评估医生此次练习手术是否成功，是否能保证封堵器不脱落。也就是说，目前的训练模型，只能有限地训练手术操作的基础部分（找到位置，准确放置），但不能训练手术操作的提高部分（是否合理地、牢固地放置封堵器），更无法真实评估手术效果。

为此，需要一种能够真实模拟心脏手术的心脏模型，为医生模拟真实的手术环境，且能够使得医生能够更加准确评估手术的真实效果。

发明内容

为解决上述问题，及下属实施例中提到的诸多问题，本发明提出了如下方案：

1、一种用于操作练习的心脏模型装置，其特征在于：包括心脏模型、支架和心脏模型驱动；

其中，心脏模型为人体心脏的1:1比例模型，包括位于最外层的用来模拟心房心室壁的外壁、位于内部用来模拟各种瓣膜的内壁、以及用来模拟心脏附属血管的血管壁；其中外壁包括电致弹性层；

心脏模型驱动，包括搏动电机、凸轮、电致弹性层驱动电路；搏动电机的转轴与凸轮连接，凸轮的凸部在转动时与电致弹性层驱动电路的两个分离接触片接触，使得驱动电路导通，为电致弹性层产生电流脉冲驱动，从而使得心脏模型收缩；通过设定搏动电机的转速，能够调整心脏模型收缩的频率；

心脏模型的支架包括依次连接二维移动底座、升降支撑杆、手术限制框、振动装置；振动装置位于手术限制框底面和心脏模型之间，且位于手术限制框内部；在练习操作结束后，处理器发送信号，驱动振动装置进行振动，从而带动心脏模型振动，振动装置的振动位移按如下函数进行：

其中D为心脏模型距离起始点的距离，L₀为心脏模型围绕起始点振动的最大振幅，t为时间；

手术限制框为具有底面的正方体框架，由横杆、纵杆拼接而成；在手术限制框一个面的四个方向上分别安装有伸缩杆，每个伸缩杆的一端连接于手术限制框上，另一端与手术限制板承载框连接；承载框上安装手术限制板，手术限制板中间具有手术窗口；拖动承载框，通过不同方向上伸缩杆的伸长和缩短，能够使得该承载框停留在手术限制框该面任意位置。

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限制框还可以为六面体、八面体，或球体。

手术窗口为椭圆形、多边形或圆形。

电致弹性层包括电活性聚合物材料层和位于其上下表面的电极层。

外壁由三层构成，包括位于最外层的柔性材料层、位于中间层的电致弹性层、位于最内层的柔性材料层。

一种操作心脏模型装置对练习操作进行评估的方法。

发明点及技术效果