一种可重复使用并自动修复的手术模拟器材

技术领域:

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种手术模拟器材。

背景技术:

慢性病毒性肝炎、肝硬化最终都容易发展为原发性肝癌，外科手术曾经是唯一的治疗手段。近年来，随着多学科技术的发展，消融治疗成为肝癌治疗的重要选择之一。对于早期、孤立的肝癌，尤其是病人身体状态较好，外科手术仍然是优先选择的手段；某些病人身体状态不能够承受外科手术或者肿瘤多发手术难度较大，就应该考虑消融治疗。消融手术属于非血管性微创治疗，通过化学方法或热能作用于肿瘤，以根除或实质性损毁肿瘤，对于有些肝癌治疗效果等同于手术切除和肝移植。临床应用较普遍的是射频消融和微波消融。该方法适用于单发肿瘤最大直径≤5cm<，多发肿瘤最大直径>3cm。对于不能手术切除的直径>5cm的单发肿瘤，或最大直径＞3cm的多发肿瘤，局部消融可以作为姑息治疗一部分；对于肝癌切除复发，或肝功能不适合手术切除或者肿瘤部位特殊难以切除适用消融治疗。

该方法具有痛苦小、费用低、副反应少、安全性高、住院时间短、疗效可靠等特点。所以说，消融治疗是肝癌治疗的新趋势。

消融治疗一般采用介入方式进行。介入手术是一种介于常规手术和保守治疗之间的治疗方式，其通过微创方式，在医学影像设备的引导下，将特制的导管，导丝等精密器械，引入人体，对体内病态进行诊断和局部治疗。现有的介入手术一般通过简易的硅胶模板进行模拟训练，但是这种器材使用过后会留下穿刺痕迹，影响后续使用，本发明提供一种可重复使用并自动修复的手术模拟器材。

发明内容:

针对上述问题，本发明希望提供一种能够反复使用，供实习医生进行练习，以便提高医生实际操作能力的手术模拟器材。

本发明的技术方案如下：

一种可重复使用并修复的手术模拟器材，其特征在于：所述手术模拟器材包括：模拟组织层、模拟骨架、内层衬底以及模拟器官，模拟组织层包括外层模拟组织层和内层模拟组织层，其包覆在所述模拟骨架的内外两侧，所述模拟器官由至少一个目标器官构成，其填充在所述模拟组织层之内，所述内层衬底贴附在所述内层模拟组织层内侧，并且所述内层衬底的外周与内层模拟组织层的对应位置通过粘接或其他固定方式密封连接，在二者之间形成填充层，所述内层衬底与所述内层模拟组织层之间间隔的设置若干贴合固定点，以便将内层衬底与内层模拟组织层大体固定在一起，防止二者之间形成过大间隙，二者之间的非固定点处在压力作用下可以允许流体通过。

在一种优选实现方式中，模拟骨架至少包括模拟肋骨骨架，模拟肋骨骨架采用陶瓷骨架、磷酸钙骨胶原复合骨架或者其他碳酸钙或磷酸钙与胶黏剂混合模塑固化形成的骨架。

在一种优选实现方式中，还包括外层模拟皮肤层，其设置于所述模拟组织层的外侧。

在一种优选实现方式中，所述内层衬底与所述内层模拟组织层之间的填充层在初始状态下为无填充状态，并且内层衬底与内层模拟组织层的两端彼此密封连接，在内层衬底与内层模拟组织层贴合处、在其两端，分别设置填充液输入口和填充液抽吸口，填充液输入口和填充液抽吸口分别与内层衬底与内层模拟组织层之间的填充层相连通。

在一种优选实现方式中，还包括修复贴片，所述修复贴片的预定位置附着有修复材料的第一组份，所述手术模拟器材的特定位置受损时，通过所述修复贴片对模拟器材的受损位置进行封贴，将修复材料的第一组份置于受损位置，各个受损位置的两侧均贴附所述修复贴片之后，通过向所述填充层内灌注修复材料的第二组分对受损位置进行修复，待灌注完成或修复完成后，从所述填充层内抽吸出修复材料的第二组分。

在一种优选实现方式中，所述修复材料的第一组份为硅胶固化剂，第二组分为液态硅胶。

在一种优选实现方式中，所述修复材料的第一组份包括2-3份交联剂、1～4份偶联剂、0.1～0.3份催化剂、5份增塑剂、3份扩链剂中的一种或多种的组合，第二组份包括120份端羟基聚硅氧烷、80份填料以及30份增塑剂或者上述几种的组合。

在一种优选实现方式中，所述模拟骨架(3)整体模塑形成。

在一种优选实现方式中，填充液输入口与填充液泵送机构相连通，用于向填充层泵送修复材料的第二组分，所述修复材料的第二组分的粘度小于修复材料的第一组份，所述填充液抽吸口与液体抽吸机构相连通，用于从手术模拟器材的另一侧将修复材料的第二组分吸出填充层。

本发明的模拟器材可以实现重复使用，并且，通过采用修复贴片配合双组份胶黏剂，采用灌注式修复的方式，可以实现更好地器材修复，增加重复使用次数。

附图说明：

附图1是本发明模拟器材的截面结构示意图。

附图2是附图1中的模拟器材的局部放大示意图。

附图3是本发明模拟器材的修复贴片的结构示意图；

附图4是本发明模拟器材的修复液填充口和抽吸口的示意图。

附图5是本发明模拟器材的模拟器官容置部分的示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本实施例中的手术模拟器材包括：外层模拟皮肤层(可选，图中未画出)、外层模拟组织层1、模拟骨架2、内层模拟组织层3、内层衬底4、模拟器官(可选，图1中未画出，参见图5)。所述外层模拟皮肤层为可选层，该层可以根据成本和训练的需要来考虑是否设置。外层模拟皮肤层可以采用比如聚氨酯膜；厚度为0.3-0.4mm±0.05mm，硬度为邵氏A70-90±10。

模拟骨架2优选为模拟肋骨骨架，并且可选地包含模拟肋骨骨架和模拟椎骨骨架二者，二者可以组装在一起。本实施例中，出于成本和必要性考虑，仅设置模拟肋骨骨架，由于肋骨骨架有众多厂商已有成熟模型，图中为了简化并未画出其具体结构，仅用作示意，图中仅画出了包含肋骨的截面，不包含肋骨部分的仅具有中间胸骨。外层模拟组织层1和内层模拟组织层3统称模拟组织层，其包覆在模拟肋骨骨架上下(以及内外)两侧，需要说明的是，这里的包覆不仅仅指的是包覆在肋骨骨架外侧，而是肋骨骨架穿插在两个模拟组织层内，模拟组织层既包覆在肋骨骨架外侧，也包覆在肋骨骨架内侧，类似于人体的肋骨和胸部肌肉之间的关系。模拟肋骨骨架可以采用陶瓷骨架、磷酸钙骨胶原复合骨架或者其他碳酸钙或磷酸钙与胶黏剂混合模塑固化形成的骨架。模拟肋骨骨架模拟成人的肋骨骨架而制成，与人体肋骨的形状大体一致，只是在骨关节处不设置骨关节而是将其制成一个整体模型，以避免不必要的组装拆卸工序。

外层模拟组织层1又作为整个模型的外部框架，因此，优选地，其可以在不涉及手术部位的区域设置透明支撑条，以形成类型腰部截面的构造。

此外，优选地，对于不需要在胸腔内，或者不涉及胸腔的手术模拟，可以省去模拟骨架层，只需要模拟组织以及内层衬底即可。

内层衬底4贴附在模拟组织层内侧，并且其与模拟组织层之间通过粘接或其他固定方式，间隔的设置若干贴合固定点6，以便将内层衬底与模拟组织层固定在一起，图中的固定点6为了表示方便而放大了其构成，实际使用中使用柔性胶，点涂，粘接在一起即可。内层衬底的外周与模拟组织层的内壁密封连接，进而在二者之间形成填充层7，在内层衬底与模拟组织层贴合处、在其两端，分别设置填充液输入口和填充液抽吸口，填充液输入口8和填充液抽吸口9分别与内层衬底与内层模拟组织层之间的填充层相连通。优选地，内层衬底采用柔性硅胶等具有少许粘性的材料制成，以保证内层衬底与模拟组织层之间的紧密贴合。优选地，仅在模拟组织层中靠近前胸的一侧设置衬底层4，在另一侧不设置衬底层，因为大部分手术消融手术均是从前侧进行的穿刺。

在一种优选实现方式中，内层衬底可以从模拟组织层拆卸下来，以便进行更换。

该手术模拟器材还包括修复贴片101，所述修复贴片包括圆形或方形的贴片，所述贴片一侧具有光滑表面，另一侧表面的至少外周部分为粘性表面，该粘性表面的中间部分活动地粘接有圆形修复块102，所述圆形修复块上附着有双组份硅胶的第一组份(本实施例中，修复块包括包覆膜和其内的硅胶第一组份，包覆膜可以在外力挤压作用下被挤破)，该第一组份硅胶与填充液输入口8中输入的第二组份硅胶匹配，形成双组份硅胶。优选地，所述圆形修复块上附着有硅胶固化剂，或其内填充有硅胶固化剂(用作第一组份)，该硅胶固化剂与填充液输入口8中输入的硅胶液匹配，分别为双组份硅胶中的两种组分。更优选地，所述双组份硅胶为无色或纯色、柔性胶。比如，采用深圳红叶科技所生产的双组份硅胶，或者专利CN109504339A中的双组份硅胶。

优选地，在一种实现方式中，所述双组份硅胶由第一和第二两组分组成，第二、第一两组分的质量比为10：1。

优选地，所述第一组份包括2-3份交联剂、1～4份偶联剂、0.1～0.3份催化剂、5份增塑剂、3份扩链剂，第二组份包括100-120份端羟基聚硅氧烷、80份填料以及30份增塑剂，填料可以为重质碳酸钙、硅微粉、氢氧化铝，增塑剂为甲基硅油，端羟基聚硅氧烷的粘度为400～650mPa·s。交联剂为正硅酸甲酯或乙酯、甲基三乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷中的至少一种，偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷或氨丙基三甲氧基硅烷，扩链剂可以为现有常用扩链剂，比如二甲基二乙基硅烷，氨丙基甲基二甲氧基硅烷催化剂为二月桂酸二丁基锡。

优选地，如图5所示，所述器材还包括器官模型，所述器官模型包括器官模型框架和各个器官的独立模型，器官模拟框架上设置针对、心脏、肝脏、肺部以及胃部等器官的容置区，各个容置区分别设置对应的开口，比如，心脏容置区的开口向上、肺部容置区的开口向左、肝脏容置区的开口向右。器官模拟框架可以采用偏硬质的硅胶或者其他与硅胶接近的材质构成，以避免在进行超声模拟时造成较大干扰。使用时，先将各个器官分别置于各自的容置区，然后再统一伸入入到衬底层内部。肋骨骨架的尺寸与模拟器官的尺寸尽可能匹配。

本发明的模拟器材使用时，指导教师可以根据训练科目在模拟器材中置入模拟器官，比如，以肝癌消融手术为例，由于肝脏模型采用柔性材质制成，可以方便地在肝脏模型的某一个或多个特定部位处，插入、放置或者粘合与肝脏模型具有不同超声反射系数的肿瘤模型，根据训练需要，可以准备各种形状、尺寸的肿瘤模型，进行更换，以增加训练次数和复杂度，提高医师水平。

训练医师操作时，根据训练科目，首先利用超声检测设备，找到肝脏上所设置的肿瘤模型的位置，根据肿瘤位置规划消融路径，根据所规划的消融路径，在模拟器材对应位置处设置具有消融针导向孔的消融导板，利用穿刺针，在目标区域进行穿刺，并逐步引导消融针到达肿瘤模型的预定位置，根据肿瘤尺寸设定消融功率和时间，进行模拟消融。指导医师根据学员的操作情况对其进行针对性指导。

单次手术训练完成后，或者多次手术训练完成后，由于模拟器材上已经存在一个或多个穿刺孔，这些穿刺孔已经会影响后续的超声检测或穿刺训练时，需要对模拟器材进行修复。

修复过程为：在每个穿刺孔的两侧，即内层衬底层的内侧以及模拟组织层的外侧，分别各贴敷一个修复贴片101，修复贴片中部具有圆形修复块102或涂布有修复液第一组份(修复贴片可以几种不同型号，每种型号内具有不同量的第一组份和/或不同尺寸的修复块，以根据穿刺孔的体积进行选取)，其正对穿刺孔。然后，打开填充液输入口8，填充液抽吸口9进行低速抽吸或自然开放以便排出填充层内可能存在的残余空气。通过填充液输入口8向填充层中缓慢充入第二组分硅胶，由于内层衬底层与模拟组织层原本贴合在一起并且间隔固定连接，此时充入第二组分胶粘剂后，会在二者之间形成流体通道，进而将第二组分输送到二者之间的各个位置处，包括各个穿刺孔位置处，将原穿刺孔中残留的空气挤压到填充层的另一侧，使填充液填充入穿刺孔，并与修复贴片101上的修复块或修复液第一组份相接触，当第二组分填充满各个穿刺孔之后，关闭填充液输入口，打开或加大填充液抽吸口的抽吸力度，缓慢向外进行填充液抽吸，直至内层衬底层与模拟组织层再次基本贴合在一起，由于填充液输入口与填充液抽吸口分别位于模拟器材的两侧，抽吸过程中可以抽出原穿刺孔中残留的空气而将第二组分胶粘剂留在穿刺孔的凹坑中。此时，可以轻轻挤压揉搓各个穿刺孔上的修复块，使得修复块上的第一组分胶粘剂与第二组分充分混合，然后静置直至固化完成，实现对内层衬底层和模拟组织层的修复，修复后可以进一步抽吸出其内的残留第二组份。固化后，修复处将成为两层之间的又一处固定点。采用这种液体固化的修复方式，使得修复位置几乎没有明显边界，修复位置与原有材料更好的融合在一起。最优选的，内层衬底层与模拟组织层所采用的材料与修复材料相同，即，二者也有双组分硅胶或者其他类似双组分固化材料制成。在另一种优选实现方式中，所述修复贴片与所述内层模拟组织层可分离，当修复完成后，将修复贴片撕下。

虽然上面结合本发明的优选实施例对其进行了详细描述，但是本领域技术人员应该理解，这种描述是为了便于理解，并非限制。