房颤射频消融手术模拟训练装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种房颤射频消融手术模拟训练装置，包括控制器、驱动器、执行电机、运动转换机构、运动平台、心房模型、股静脉至下腔静脉模型；心房模型与股静脉至下腔静脉模型摆放位置符合人体解剖结构，心房模型固定于运动平台上；控制器与驱动器连接，驱动器的脉冲输出口连接执行电机，驱动器读取控制器的控制程序并驱动执行电机运动；执行电机通过一运动转换机构带动运动平台沿人体解剖结构中人体前正中线方向做往复运动。本房颤射频手术模拟训练装置可以精确且真实的模拟实际手术中患者呼吸对心房产生的移位影响，以及该移位所导致的消融大头移位及压力变化。

【技术实现步骤摘要】
房颤射频消融手术模拟训练装置
本专利技术涉及一种手术模拟训练装置，具体地说是一种模拟房颤射频消融手术的模拟训练装置。
技术介绍
房颤是指心房电活动紊乱、心肌快速而不协调的微弱蠕动，导致心房失去正常有效收缩的现象。据统计，我国目前成人患病率为0.77％，约有一千万房颤患者。由于房颤发病率随着年龄的增加而升高，随着我国人口老龄化的进程，房颤患者总数还将进一步增加。同正常人群相比，房颤具有很高的致死率和致残率，严重威胁人类身体健康乃至生活质量。治疗房颤的手段主要有药物治疗和手术治疗两种。药物治疗存在患者需长期服药、副作用大、依从性差等问题。手术治疗的方法有电复律和消融：电复律只能暂时终止房颤而不能减少房颤复发；消融是通过将一定形式的能量作用于心肌，使其丧失电生理功能、阻断电信号作用以融断折返环路或消除异常病灶，从而减少房颤复发甚至根治。目前用的最多的是介入式导管微创消融。使用的能量包括：射频、冷冻、微波、激光和高强度聚焦超声等，其中使用最多的是射频。由于心肌的电敏感特性，射频消融选择450kHz到3MHz频率范围的电磁波，输出功率不超过100W；利用交变电流对生物体的热效应作用，使电极范围内的异位兴奋灶或折返环上的心肌组织升温至60～100℃，导致细胞蛋白质变性并发生凝固坏死而丧失功能，但射频消融不会影响电极范围以外正常心肌细胞的活动。虽然房颤射频消融手术的疗效确切，但手术过程复杂，风险较高，一旦发生并发症为如左房穿孔、心房食管瘘等，死亡率接近100％，目前仅有少数三甲医院才能够独立完成此操作；整个手术过程的难点主要在于导管操作，严重并发症的发生与导管操作不熟练密切相关，术者对左心房结构不了解，对三维导航模式下导管的位置及指向没有明确的概念，对鞘管及导管的相对运动无法正确理解等是导致术中并发症的主要原因，鉴于房颤消融手术的复杂性，学习周期往往需要5年左右，即使已经熟练掌握了左房的解剖结构和三维导航(CARTO3)系统的使用方法，培养出一位熟练的术者仍需要数百例的手术实践，因此该技术学习周期长，学习成本高，特别是手术过程中的高风险，致使很多学员难以被授权独立进行手术操作。以上这些因素最终导致了该技术的普及困难。目前，射频消融模拟手术模型仅是将心房模型固定在支架上，利用一根软管模拟股静脉与心房模型连通来模拟房颤的手术环境。现有的手术模拟方式存在明显缺陷。(1)与实际手术环境及情况差异很大：实际手术过程中患者呼吸会严重干扰手术过程，使术者对导管消融位点判断错误，使导管头端移位或压力突然增大，是术中心房穿孔的主要原因。由于现有模拟模型只是一个静态模型，与实际的手术过程差别很大，操作者无法通过该模型感知手术真实情况，因而无法达到模拟的目的。(2)目前心房模型一般采用普通硅胶材质制成，材质质地较软，造成左房房间隔部位的穿刺孔径无法做大，一旦孔径扩大会导致心房塌陷，因此在模拟中操作者只能使用导管穿过房间隔穿刺孔进入左房进行模拟操作，无法兼容长鞘，但实际手术中，必须通过长鞘管与导管的互相配合和相对运动才能实现肺静脉隔离及左房顶及峡部的线性消融，现有模型无法帮助操作者理解鞘管及导管的相对运动，因此无法实现真实手术情况的模拟(3)现有心房模型只是正常结构的心房模型，而实际手术过程中不同患者左房的形状是不一样的，有的患者心房明显变大，肺动脉扩张，有的左肺脊部较窄，有的右下肺极低，有的右上肺偏前，左房结构的多变增加了手术的不确定性，也是单纯一个正常左房模型无法模拟的。(4)实际手术中股静脉穿刺部位的皮肤和皮下组织和股静脉的迂曲部位往往会裹住长鞘，导致旋转长鞘的扭力难以完全传导至头端，术者需要丰富的经验来给予最合适的扭力来克服此障碍，以使长鞘的旋转程度不会过多或过少，这也是手术的难点之一，而现有股静脉模型仅为一根笔直的硅胶管，且鞘管入口为粗糙的硅胶切开口，无法模拟真实手术中股静脉穿刺处的真实情况。上述现有技术中的问题均是影响射频消融手术模拟和培训的难题。在专利号为ZL201520006539.8的中国技术中，公开了一种体外射频消融模拟装置，包括射频消融导管、模拟心脏装置、生理盐水灌注装置、压力控制装置、射频仪和血液蠕动泵，其中所述射频消融导管分别连接所述生理盐水灌注装置、所述压力控制装置和所述射频仪；所述模拟心脏装置和所述血液蠕动泵相连。该专利所公开的装置并非用来模拟手术操作，其主要是用来观察消融大头不同瓦数、不同血流量情况下对心肌的损害程度，其是用来做科学参数研究之用。因此该装置也不能进行真实手术环境的还原和模拟之用。因此，如何解决上述现有技术中的问题是本领域技术人员研究的热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可以真实模拟房颤射频消融手术中不同形状左心房在各种呼吸模式下的运动状态以及股静脉穿刺部位不同程度组织包裹的触觉反馈，让操作者能真实感受到手术操作的手感及技术难点，并可以针对技术难点进行反复训练的房颤射频手术模拟训练装置。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种房颤射频消融手术模拟训练装置，包括控制器、驱动器、执行电机、运动转换机构、运动平台、心房模型、股静脉至下腔静脉模型；所述心房模型与所述股静脉至下腔静脉模型摆放位置符合人体解剖结构，所述心房模型固定于所述运动平台上；所述控制器与所述驱动器连接，所述驱动器的脉冲输出口连接所述执行电机，所述驱动器读取所述控制器的控制程序并驱动执行电机运动；所述执行电机通过运动转换机构带动所述运动平台沿人体解剖结构中人体前正中线方向做往复运动。其中较优地，所述控制器为PLC控制器。其中较优地，所述驱动器为执行电机驱动器。其中较优地，所述运动转换机构包括联轴器、丝杆、螺母座、丝杆套和固定架，所述执行电机及丝杆套均固定于固定架上；所述执行电机的输出轴通过联轴器与所述丝杆顶端连接，所述丝杆底端套设有所述丝杆套，所述螺母座套设于所述丝杆上，所述运动平台固定于所述螺母座上表面。其中较优地，所述执行电机为伺服电机或步进电机。其中较优地，还包括一个可调节高度的调节支架，所述调节支架顶面设有固定平台，所述固定平台上设有固定连接的卡环，所述股静脉至下腔静脉模型卡制于所述卡环中与所述固定平台固定连接。其中较优地，所述股静脉至下腔静脉模型上设有包裹器，所述包裹器由环形硅胶圈、双头连接管及止挡帽组成，所述双头连接管由第一连接管和第二连接管组成，所述第一连接管直径小于第二连接管直径，所述第一连接管与所述股静脉至下腔静脉模型的股静脉开口端连接，所述环形硅胶圈设置于所述第二连接管内，所述止挡帽套设于所述第二连接管外且于所述第二连接管固定连接，所述止挡帽上设有通孔，所述通孔直径小于所述环形硅胶圈外径且该通孔可供手术用鞘管通过。其中较优地，所述心房模型和/或所述股静脉至下腔静脉模型是根据患者CT数据重建而成。其中较优地，所述重建方法为：(1)基于患者CT数据，通过软件重建心房模型后导出数据，进行数据修复处理，还原数据的真实结构，最后导入UGNX软件中设计心房模型模具；(2)通过3D打印机打印模具；(3)在模具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于包括控制器、驱动器、执行电机、运动转换机构、运动平台、心房模型、股静脉至下腔静脉模型；所述心房模型与所述股静脉至下腔静脉模型摆放位置符合人体解剖结构，所述心房模型固定于所述运动平台上；所述控制器与所述驱动器连接，所述驱动器的脉冲输出口连接所述执行电机，所述驱动器读取所述控制器的控制程序并驱动执行电机运动；所述执行电机通过运动转换机构带动所述运动平台沿人体解剖结构中人体前正中线方向做往复运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于包括控制器、驱动器、执行电机、运动转换机构、运动平台、心房模型、股静脉至下腔静脉模型；所述心房模型与所述股静脉至下腔静脉模型摆放位置符合人体解剖结构，所述心房模型固定于所述运动平台上；所述控制器与所述驱动器连接，所述驱动器的脉冲输出口连接所述执行电机，所述驱动器读取所述控制器的控制程序并驱动执行电机运动；所述执行电机通过运动转换机构带动所述运动平台沿人体解剖结构中人体前正中线方向做往复运动。


2.如权利要求1所述的房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于：
所述控制器为PLC控制器。


3.如权利要求1或2所述的房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于：
所述驱动器为执行电机驱动器。


4.如权利要求3所述的房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于：
所述运动转换机构包括联轴器、丝杆、螺母座、丝杆套和固定架，所述执行电机及丝杆套均固定于固定架上；所述执行电机的输出轴通过联轴器与所述丝杆顶端连接，所述丝杆底端套设有所述丝杆套，所述螺母座套设于所述丝杆上，所述运动平台固定于所述螺母座上表面。


5.如权利要求4所述的房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于：
所述执行电机为伺服电机或步进电机。


6.如权利要求1所述的房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于还包括一个可调节高度的调节支架，所述调节支架顶面设有固定平台，所述固定平台上设有固定连接的卡环，所述股静脉至下腔静脉模型卡制于所述卡环中与所述固定平台固定连接。


7.如权利要求1所述的房颤射频消融手术模拟训练装置，其特征在于：
所述股静脉至下腔静脉模型上设有包裹器，所述包裹器由环形硅胶圈、双头连接管及止挡帽组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈淼，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京友谊医院，
类型：发明
国别省市：北京;11