CN103886797B - 一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器 - Google Patents
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Abstract
一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，包括：模拟人腹部单元，采用硅胶模拟人体腹部皮肤，由可分离的前腹壁皮肤和背部皮肤组成，两部分皮肤通过密封扣连接，保证整个模拟人腹部的密封性；设置于模拟人腹部单元中的动物肝脏；设置于模拟人腹部单元中的模拟管道系统，所述模拟管道系统与所述动物肝脏相连，本发明利用密封硅胶模拟腹部皮肤，从戳卡打气形成气腹，再利用泵组实现生理状态下的人体血液循环，将真实动物肝通过下腔静脉、门静脉、肝动脉、胆道和模拟人训练系统的下腔静脉、门静脉、肝动脉、胆道分别吻合，可以开展各种简单的或者复杂的腹腔镜手术训练。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种腹腔镜训练器，特别涉及一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器。
背景技术
自1987年法国人PhilipeMouret进行第一例腹腔镜胆囊切除术开始，腹腔镜经历了20余年的发展已成为了一门相对独立的学科，并衍生出了胸腔镜、关节镜、颅腔镜等微创手术方式。
腹腔镜手术是在人体的腹部和（或）腰部作2-5个1cm左右的切口，各插入一个叫做"trocar"的管道状工作通道。通过trocar使用腹腔镜专用器械进行手术。腹腔镜手术创伤小、恢复快，大大减少了病人的痛苦，同时缩短了住院时间，术后遗留的瘢痕小，不影响外观，符合现代微创外科的发展及人爱美的要求。但是，腹腔镜的成功实施是基于外科医生熟练且精湛的操作技术和大量的临床经验，切割、分离、结扎、止血等基本操作与传统手术有较大改变，手术者对空间感知也有明显变化，这些都导致外科医生的学习曲线延长。
现有的较成熟的腹腔镜模拟训练系统有两种，一种是腹腔镜模拟器，主体结构是一个盒体，盒体内放置着供训练用的器具，盒体表面设有trocar，手持腹腔镜器械，从trocar伸进盒中进行操作训练；另一种是虚拟腹腔镜模拟系统，借助先进的计算机设备及软件模拟腹腔镜手术。这两种腹腔镜模拟训练系统对于实习医生来说，对提高腹腔镜手术技术有帮助，但各自有其缺点。腹腔镜模拟器只能模拟简单的切割、分离、结扎等基本操作，不能模拟人体的生理环境及真实的手术情景；虚拟腹腔镜模拟系统能模拟手术情景，但不够逼真，也能模拟相对复杂的手术环境，但对手术时的操作感知反馈不够，并且价格昂贵，限制其大范围的推广使用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，利用密封硅胶模拟腹部皮肤，从戳卡打气形成气腹，再利用泵组实现生理状态下的人体血液循环，将真实动物肝通过下腔静脉、门静脉、肝动脉、胆道和模拟人训练系统的下腔静脉、门静脉、肝动脉、胆道分别吻合，以上三部分构成整个高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，借此可实现腹腔镜下腹腔脏器（肝脏、胃、肠、胰、脾等）手术，并可通过出血量评价操作者的技能；本系统通过模拟各个腹腔脏器的动脉和静脉，构建各自脏器的血流循环，可以模拟各个腹腔脏器的手术环境，满足各个外科专科医师的手术训练需要；通过模拟各个脏器的血流循环及多个脏器的组合，可以开展各种简单的或者复杂的腹腔镜手术训练。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，包括：
模拟人腹部单元，采用硅胶模拟人体腹部皮肤，由可分离的前腹壁皮肤5和背部皮肤组成，两部分皮肤通过密封扣23连接，保证整个模拟人腹部的密封性；
设置于模拟人腹部单元中的动物肝脏；
设置于模拟人腹部单元中的模拟管道系统，所述模拟管道系统与所述动物肝脏相连。
所述模拟人腹部密封完成后，向腹腔内打气，即可形成腹腔镜手术所需的气腹环境。
所述模拟管道系统与所述动物肝脏相连后，形成一个密闭的循环系统，进行液体灌注，利用设置在模拟管道系统上的蠕动泵6提供液体循环动力。
所述模拟管道系统包括：
用于连接动物肝脏下腔静脉的模拟下腔静脉1；
用于连接动物肝脏肝动脉的模拟肝动脉2；
用于连接动物肝脏门静脉的模拟门静脉3；
用于引流回心血量的管道4；
以及用于连接动物肝脏胆囊的模拟胆道。
所述模拟下腔静脉1有两个，一个的一端设置模拟下腔静脉接口一13，用于与动物肝脏下腔静脉接口一14连接；另一个的一端设置模拟下腔静脉接口二16，用于与动物肝脏下腔静脉接口二15连接；所述模拟肝动脉2的一端设置有模拟肝动脉接口18，用于与动物肝脏肝动脉接口17连接；所述模拟门静脉3的一端设置有模拟门静脉接口20，用于与动物肝脏门静脉接口19连接。
所述各个接口均设置有磁环22。
所述模拟人腹部单元中设置有支撑前腹壁皮肤5的支架11，放动物肝脏的位置12位于支架11下方。
所述前腹壁皮肤5上设置有位于剑突下的主操作孔7，位于右锁骨中线的副操作孔一9，位于右腋前线的副操作孔二10，以及位于肚脐下的观察孔8。
使用时，将游离的动物肝脏保留足够的下腔静脉、门静脉、肝动脉通过磁环和模拟人上的下腔静脉、门静脉、肝动脉的端口连接，形成一个密闭的循环系统，进行液体灌注，通过监测循环系统中液体的丢失量评价术中的出血量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.还原腹腔镜下肝脏手术环境，用动物肝脏替代虚拟肝脏，操作者对腹腔镜手术的感知更加真实，能明显缩短外科住院医师的腹腔镜手术学习曲线；
2.模拟人体生理环境，有血液循环系统，可通过术中的出血量更好的评价操作者的技术，可作为外科住院医师腹腔镜手术的考核指标之一；也可以通过模拟与患者疾病相似的环境，通过各种腹腔镜手术路径的设计，寻找最适宜患者自身条件的手术方式，提高腹腔镜手术的成功率；
3.本系统比腹腔镜模拟器更能还原手术环境，更接近现实手术，能让操作者更好的体会腹腔镜下的操作方式；与虚拟模拟器相比，不但手术环境更接近真实，有良好的力反馈，且价格比虚拟模拟器更低，更利于在各级别医院的医生训练、培训与考核。
4.通过简单的管道路径变换及流速的调节，可以模拟腹腔各个脏器的血流循环，置入对应动物脏器，能完成腹腔内所有脏器的腹腔镜下手术。
附图说明
图1为高度仿真腹腔镜手术模拟训练器整体结构示意图。
图2为模拟腹部正面示意图。
图3为模拟腹部横断面示意图。
图4为模拟人腹腔管道分布示意图。
图5为实体肝脏放入模拟人腹部后示意图。
图6为管道接口示意图。
图7为腹部与背部皮肤分离状态示意图。
图8为腹部与背部皮肤扣紧后的状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，包括：模拟人腹部单元，采用硅胶模拟人体腹部皮肤，由可分离的前腹壁皮肤5和背部皮肤组成，两部分皮肤通过密封扣23连接，保证整个模拟人腹部的密封性；设置于模拟人腹部单元中的动物肝脏；设置于模拟人腹部单元中的模拟管道系统，模拟管道系统与动物肝脏相连。包括：用于连接动物肝脏下腔静脉的模拟下腔静脉1；用于连接动物肝脏肝动脉的模拟肝动脉2；用于连接动物肝脏门静脉的模拟门静脉3；用于引流回心血量的管道4；以及用于连接动物肝脏胆囊的模拟胆道。模拟人腹部利用密封扣23扣紧密封后，形成腹腔内一个相对密封的环境，再往腹腔内打气，即可形成腹腔镜手术所需的气腹环境。模拟管道系统与动物肝脏相连后，形成一个密闭的循环系统，进行液体灌注，利用设置在模拟管道系统上的蠕动泵6提供液体循环动力。
如图2所示，前腹壁皮肤5上设置有位于剑突下的主操作孔7，位于右锁骨中线的副操作孔一9，位于右腋前线的副操作孔二10，以及位于肚脐下的观察孔8。
如图3所示，模拟人腹部单元中设置有支撑前腹壁皮肤5的支架11，放动物肝脏的位置12位于支架11下方。
如图4和图5所示，模拟下腔静脉1有两个，一个的一端设置模拟下腔静脉接口一13，用于与动物肝脏下腔静脉接口一14连接；另一个的一端设置模拟下腔静脉接口二16，用于与动物肝脏下腔静脉接口二15连接；模拟肝动脉2的一端设置有模拟肝动脉接口18，用于与动物肝脏肝动脉接口17连接；模拟门静脉3的一端设置有模拟门静脉接口20，用于与动物肝脏门静脉接口19连接。图中肝脏胆总管断端连接在动物肝脏下腔静脉接口二15处。
如图6所示，本发明各个接口均设置有磁环22，可以将接口连接起来。
如图7所示，打开训练器前腹壁皮肤5，将动物肝脏置入右上腹，将动物肝脏肝动脉接口17与模拟肝动脉2上的模拟肝动脉接口18连接，动物肝脏门静脉接口19与模拟门静脉3上的模拟门静脉接口20连接，动物肝脏下腔静脉接口一14与一个模拟下腔静脉1上的模拟下腔静脉接口一13连接，动物肝脏下腔静脉接口二15与另一个模拟下腔静脉1上的模拟下腔静脉接口二16连接，连接方式均为磁环连接。至此肝的血液循环就连接完成（如图5所示）。用蠕动泵6实现血流灌注。将前腹壁皮肤5放回原位，扣紧密封扣23，器官与灌注系统杂交腹腔镜手术训练器术前准备就完成（如图1所示）。接着可以根据手术需要打孔、充气等操作，进行腹腔镜手术的训练。手术结束后，通过比较密闭循环系统中手术前灌入液体量和手术结束放出的液体量，估算手术过程中损失的液体量，进而评价手术者的操作技术或者手术方式的合理性。
下面通过右半肝Ⅷ段切除术来介绍器官与灌注系统杂交腹腔镜手术训练器的使用。
使用训练器腹腔镜肝切除训练系统时，先打开前腹壁皮肤5，将实体肝脏放入合适的位置12，将动物肝脏下腔静脉接口一14与一个模拟下腔静脉1上的模拟下腔静脉接口一13连接，动物肝脏下腔静脉接口二15与另一个模拟下腔静脉1上的模拟下腔静脉接口二16连接，如图6所示，可以利用磁环22相接，依据这种磁环吻合方式，将动物肝脏肝动脉接口17与模拟肝动脉2上的模拟肝动脉接口18连接，动物肝脏门静脉接口19与模拟门静脉3上的模拟门静脉接口20连接，用纱布将实体肝脏在背部固定，至此，实体肝脏已完整的放入训练器腹中，盖好前腹壁皮肤5，扣紧密封扣23，如图8所示，术前准备完成。
训练器为仰卧位，常规消毒术野，铺无菌巾。病变部位位于右半肝，因此腹部开孔位置如图2所示，共开4个孔，其中主操作孔7位于剑突下，副操作孔一9和副操作孔二10分别位于右锁骨中线和右腋前线，观察孔8位于肚脐下，插入相应手术器械。
腹腔镜探查病变部位，距病灶边缘1～2cm标记肝切除线，由前向后，由浅入深采用超声刀等器械离断肝实质。对于直径>3mm的脉管，钛夹夹闭远近端后再予超声刀离断，直至完整切除病灶。肝脏断面渗血用氩气刀止血，肝脏断面活动性出血采用3-0无损伤缝线缝合止血。肝脏断面覆盖止血材料。将切下的标本装入一次性取物袋中，扩大脐部，通过脐部切口取出标本。检查腹腔内无活动性出血及胆漏后，于肝断面处放置腹腔引流管。拔出腔镜器械，关闭各刺孔，术毕。术后放出液体，与手术前灌入液体相比，减少的液体即为手术操作中的出血量，可将此指标作为对手术操作者的一个客观评定指标，通过手术过程中的出血量评价操作者的操作技术或者腹腔镜下手术方式的优缺点。
Claims (4)
1.一种高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，其特征在于，包括：
模拟人腹部单元，采用硅胶模拟人体腹部皮肤，由可分离的前腹壁皮肤(5)和背部皮肤组成，两部分皮肤通过密封扣(23)连接，保证整个模拟人腹部单元的密封性；
设置于模拟人腹部单元中的动物肝脏；
设置于模拟人腹部单元中的模拟管道系统，所述模拟管道系统与所述动物肝脏相连；
所述模拟管道系统包括：
用于连接动物肝脏下腔静脉的模拟下腔静脉(1)；
用于连接动物肝脏肝动脉的模拟肝动脉(2)；
用于连接动物肝脏门静脉的模拟门静脉(3)；
用于引流回心血量的管道(4)；
用于连接动物肝脏胆囊的模拟胆道；
以及于肝断面处放置的腹腔引流管；
所述模拟人腹部单元密封完成后，向腹腔内打气，即可形成腹腔镜手术所需的气腹环境；
所述模拟管道系统与所述动物肝脏相连后，形成一个密闭的循环系统，进行液体灌注，利用设置在模拟管道系统上的蠕动泵(6)提供液体循环动力，用蠕动泵(6)实现生理状态下的血液循环；
所述前腹壁皮肤(5)上设置有位于剑突下的主操作孔(7)，位于右锁骨中线的副操作孔一(9)，位于右腋前线的副操作孔二(10)，以及位于肚脐下的观察孔(8)；
手术结束后，通过比较密闭循环系统中手术前灌入液体量和手术结束放出的液体量，估算手术过程中损失的液体量，作为对手术操作者的一个客观评定指标，所述手术结束放出的液体量即腹腔引流管中的液体量。
2.根据权利要求1所述的高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，其特征在于，所述模拟下腔静脉(1)有两个，一个的一端设置模拟下腔静脉接口一(13)，用于与动物肝脏下腔静脉接口一(14)连接；另一个的一端设置模拟下腔静脉接口二(16)，用于与动物肝脏下腔静脉接口二(15)连接；所述模拟肝动脉(2)的一端设置有模拟肝动脉接口(18)，用于与动物肝脏肝动脉接口(17)连接；所述模拟门静脉(3)的一端设置有模拟门静脉接口(20)，用于与动物肝脏门静脉接口(19)连接。
3.根据权利要求2所述的高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，其特征在于，所述各个接口均设置有磁环(22)。
4.根据权利要求1所述的高度仿真腹腔镜手术模拟训练器，其特征在于，所述模拟人腹部单元中设置有支撑前腹壁皮肤(5)的支架(11)，放动物肝脏的位置(12)位于支架(11)下方。
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