RU222933U1

RU222933U1 - DEMONSTRATION 3D MODEL OF ANIMAL SKELETON

Info

Publication number: RU222933U1
Application number: RU2023128262U
Authority: RU
Inventors: Игорь Георгиевич Киселев
Original assignee: Игорь Георгиевич Киселев
Filing date: 2023-10-30
Publication date: 2024-01-24

Abstract

Демонстрационная трехмерная модель скелета животного относится к учебно-демонстрационным моделям, воспроизводящим оригинальный объект, и предназначена для выставочных целей, для ознакомления и обучения. Задачей полезной модели является усовершенствование демонстрационной трехмерной модели скелета путем сочетания с трехмерными моделями внутренних органов животного. Для решения поставленной задачи модель дополняют анатомически точными копиями внутренних органов животного с гибкими магнитами, установленными по контуру органа на каждой копии, которые соединяют с моделью скелета в естественном анатомическом порядке, совмещая магниты скелета и гибкие магниты, установленные на копиях внутренних органов. Полезная модель восполняет сведения о строении и функциях отдельных органов и способствует обеспечению эффективного процесса обучения, становится неотъемлемой частью образовательного процесса, способствуя повышению уровня знаний и практических навыков студентов и специалистов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. The demonstration three-dimensional model of an animal skeleton belongs to educational and demonstration models that reproduce the original object, and is intended for exhibition purposes, for familiarization and training. The purpose of the utility model is to improve the demonstration three-dimensional skeleton model by combining it with three-dimensional models of the internal organs of the animal. To solve this problem, the model is supplemented with anatomically accurate copies of the internal organs of the animal with flexible magnets installed along the contour of the organ on each copy, which are connected to the skeleton model in a natural anatomical order, combining the skeleton magnets and flexible magnets installed on copies of the internal organs. A utility model provides information about the structure and functions of individual organs and helps ensure an effective learning process; it becomes an integral part of the educational process, helping to increase the level of knowledge and practical skills of students and specialists. 2 salary f-ly, 6 ill.

Description

Полезная модель относится к учебно-демонстрационным моделям, воспроизводящим оригинальный объект, предназначена как для выставочных целей, так для ознакомления и обучения.A utility model refers to educational and demonstration models that reproduce the original object, intended both for exhibition purposes and for familiarization and training.

Из уровня техники известны следующие аналоги устройства.The following analogues of the device are known from the prior art.

Известен Тренажер для моделирования и демонстрации переломов (Пат. №153326, RU, МПК G09B 23/28, 2015). Для представления модели животного изготавливаются анатомически точные копии костей скелета животного. Для этого из трупа животного после полного препарирования и обработки костей получают отдельные кости оригинального скелета. Каждую кость заливают силиконовой массой для получения оттиска кости. В получившуюся матрицу заливают пластическую массу на основе полиуретана и, после застывания, получают точную копию кости. В анатомических точках соединения костей конечностей и суставов встраивают магниты, обеспечивающие соединение отдельных костей. Для левой и правой части скелета использованы магниты, встроенные в суставы разными полюсами, исключающие неправильное соединение частей скелета. На полученных копиях костей конечностей выполняют характерные переломы, на которых хирург может моделировать лечение всеми видами остеосинтеза. Недостатком является то, что в собранном состоянии модель непрочная, легко разрушаемая, а для придания прочности необходимо череп и фрагменты позвоночника склеить между собой. Недостатком является отсутствие гибкости и подвижности модели. Недостатком является то, что тренажер не обеспечивает доступ для наблюдателя к важнейшим органам, суставам живого организма, чтобы сделать понятным функционирование этих органов.Known for the Simulator for modeling and demonstrating fractures (Pat. No. 153326, RU, IPC G09B 23/28, 2015). To represent the animal model, anatomically accurate copies of the animal's skeletal bones are made. To do this, individual bones of the original skeleton are obtained from the animal's corpse after complete dissection and processing of the bones. Each bone is filled with silicone to create an impression of the bone. A plastic mass based on polyurethane is poured into the resulting matrix and, after hardening, an exact copy of the bone is obtained. Magnets are embedded at the anatomical points of connection between the bones of the limbs and joints, ensuring the connection of individual bones. For the left and right parts of the skeleton, magnets are used, built into the joints with different poles, eliminating incorrect connection of the parts of the skeleton. Characteristic fractures are made on the obtained copies of the limb bones, on which the surgeon can simulate treatment with all types of osteosynthesis. The disadvantage is that when assembled, the model is fragile and easily destroyed, and to give strength it is necessary to glue the skull and fragments of the spine together. The disadvantage is the lack of flexibility and mobility of the model. The disadvantage is that the simulator does not provide access for the observer to the most important organs and joints of a living organism in order to make the functioning of these organs clear.

Наиболее близким по технической сущности является Демонстрационная трехмерная модель скелета животного (пат. 2664966, RU, МПК G09B 23/36, 2017), предназначенная для выставочных целей и может быть использована как материал для обучения. В модели скелета животного, состоящей из анатомически точных копий сегментов скелета животного, выполненных из пластической массы на основе полиуретана, для соединения костей конечностей и суставов использованы постоянные магниты. Для обеспечения гибкости и подвижности соединения позвонков в позвоночный столб введен полимерный пластичный стержень, проходящий по всей длине позвоночного столба от затылочного отверстия до крестцового отдела. Скелет установлен на вертикальных поддерживающих стойках, причем один конец каждой стойки соединен с сегментом скелета, а противоположный конец зафиксирован в резьбовом отверстии на боксе-подставке. Недостатком является то, что модель не восполняет сведения о строении и функциях отдельных органов животного.The closest in technical essence is the Demonstration three-dimensional model of the animal skeleton (patent 2664966, RU, IPC G09B 23/36, 2017), intended for exhibition purposes and can be used as training material. The animal skeleton model, consisting of anatomically accurate copies of animal skeletal segments made of polyurethane-based plastic, uses permanent magnets to connect the limb bones and joints. To ensure flexibility and mobility of the connection of the vertebrae, a polymer plastic rod is inserted into the spinal column, running along the entire length of the spinal column from the occipital foramen to the sacral region. The skeleton is mounted on vertical support posts, with one end of each post connected to a segment of the skeleton, and the opposite end is fixed in a threaded hole on the stand box. The disadvantage is that the model does not provide information about the structure and functions of individual organs of the animal.

Задачей полезной модели является усовершенствование демонстрационной трехмерной модели скелета путем сочетания с трехмерными моделями внутренних органов животного.The purpose of the utility model is to improve the demonstration three-dimensional skeleton model by combining it with three-dimensional models of the internal organs of the animal.

Техническим результатом от решения поставленной задачи является создание учебно-методического пособия для преподавания курса остеология - миология - спланхнология для студентов и учащихся в виде полноразмерной копии скелета животного с соблюдением внешнего сходства с возможностью отображения двигательных функций в сочетании с макетами внутренних органов, расположенными в естественном анатомическом порядке, которые возможно отделить друг от друга, не нарушая целостность общей композиции.The technical result of solving the problem is the creation of an educational and methodological manual for teaching the course osteology - myology - splanchnology for students in the form of a full-size copy of the animal skeleton, maintaining external similarity with the ability to display motor functions in combination with models of internal organs located in the natural anatomical order, which can be separated from each other without violating the integrity of the overall composition.

Технический результат достигается тем, что в Демонстрационной трехмерной модели скелета животного, состоящей из анатомически точных копий сегментов скелета животного, выполненных из пластической массы на основе полиуретана, кости конечностей и суставов соединяют постоянными магнитами, в позвоночный столб вводят полимерный пластичный стержень, проходящий по всей длине позвоночного столба от затылочного отверстия до крестцового отдела, для установки модели используют не менее двух вертикальных поддерживающих стоек, причем один конец каждой стойки соединяют с сегментом скелета, а противоположный конец вставляют и фиксируют в резьбовом отверстии на боксе-подставке. Указанную модель дополняют анатомически точными копиями внутренних органов животного, с гибкими магнитами, установленными по контуру органа на каждой копии, и соединяют с моделью скелета в естественном анатомическом порядке, сочетая магниты скелета и органов. Демонстрационную трехмерную модель скелета животного дополняют копиями органов трахеи, пищевода, легкого, сердца, печени, желудка, кишечника, почки.The technical result is achieved by the fact that in the Demonstration three-dimensional model of an animal skeleton, consisting of anatomically accurate copies of animal skeleton segments made of polyurethane-based plastic, the bones of the limbs and joints are connected with permanent magnets, a polymer plastic rod is inserted into the spinal column, running along the entire length of the spinal column from the occipital foramen to the sacral region, to install the model, at least two vertical supporting posts are used, one end of each post is connected to a segment of the skeleton, and the opposite end is inserted and fixed in a threaded hole on the stand box. This model is supplemented with anatomically accurate copies of the internal organs of the animal, with flexible magnets installed along the contour of the organ on each copy, and connected to the skeleton model in a natural anatomical order, combining magnets of the skeleton and organs. The demonstration three-dimensional model of the animal skeleton is supplemented with copies of the organs of the trachea, esophagus, lung, heart, liver, stomach, intestines, and kidneys.

Общим с прототипом является то, что анатомически точные сегменты скелета животного выполнены из полимерного материала и для соединения моделей костей и суставов, для левой и правой части скелета использованы постоянные магниты, встроенные в суставы, и полимерный материал представляет собой пластическую массу на основе полиуретана.What is common with the prototype is that the anatomically accurate segments of the animal's skeleton are made of polymer material and to connect models of bones and joints, permanent magnets built into the joints are used for the left and right parts of the skeleton, and the polymer material is a plastic mass based on polyurethane.

Новизна заявляемого технического решения заключается в том, что модель дополняют анатомически точными копиями внутренних органов животного, которые соединяют с сегментами скелета помощью гибких магнитов, установленных на каждом органе, с учетом расположения внутренних органов по отношению к скелету.The novelty of the proposed technical solution lies in the fact that the model is supplemented with anatomically accurate copies of the internal organs of the animal, which are connected to the skeletal segments using flexible magnets installed on each organ, taking into account the location of the internal organs in relation to the skeleton.

В ходе патентно-информационных исследований не было найдено решений, имеющих признаки, сходные с заявляемой полезной моделью, что позволяет сделать вывод о наличии существенных отличий.During patent information research, no solutions were found that had features similar to the claimed utility model, which allows us to conclude that there are significant differences.

Сущность полезной модели поясняется описанием и иллюстрациями.The essence of the utility model is explained by description and illustrations.

Фиг. 1 - трехмерная модель скелета животного;Fig. 1 - three-dimensional model of the animal skeleton;

Фиг. 2 - крепление постоянных магнитов к фрагментам копии скелета.Fig. 2 - attaching permanent magnets to fragments of a skeleton copy.

Фиг. 3 - проведение стержня через позвонки;Fig. 3 - passing the rod through the vertebrae;

Фиг. 4 - внутренние органы с установленными гибкими магнитами;Fig. 4 - internal organs with installed flexible magnets;

Фиг. 5 - трехмерная модель скелета с установленными копиями внутренних органов;Fig. 5 - three-dimensional model of the skeleton with installed copies of internal organs;

Фиг. 6 - общий вид.Fig. 6 - general view.

Полезную модель осуществляют следующим образом.The utility model is implemented as follows.

Демонстрационная трехмерная модель животного (Фиг. 1) представляет собой анатомически точную копию целостного скелета животного 1 с сохранением всех сегментов черепа, позвоночника, конечностей, соединенных между собой цилиндрическими, круглыми или прямоугольными постоянными магнитами 2 (Фиг. 2). Модель обеспечена бокс-подставкой 3 с резьбовыми отверстиями 4 для вертикальных стоек 5 и полимерным пластичным стержнем 6 (Фиг. 3), проведенным через копии позвонков.The demonstration three-dimensional model of the animal (Fig. 1) is an anatomically accurate copy of the complete skeleton of the animal 1, preserving all segments of the skull, spine, and limbs, interconnected by cylindrical, round or rectangular permanent magnets 2 (Fig. 2). The model is provided with a box stand 3 with threaded holes 4 for vertical posts 5 and a polymer plastic rod 6 (Fig. 3) passed through copies of the vertebrae.

Трехмерная демонстрационная модель животного дополнена точными копиями внутренних органов: трахеи, пищевода легкого, сердца, печени, желудка, кишечника, почки.The three-dimensional demonstration model of the animal is supplemented with exact copies of the internal organs: trachea, esophagus, lung, heart, liver, stomach, intestines, kidneys.

Подобно тому, как это выполнено в прототипе, по натуральным образцам, помещенным в силиконовую основу, изготавливают точные матрицы отдельных сегментов скелета. В матрицу заливают пластическую массу на основе полиуретана и получают анатомически точную копию кости. Аналогично получают копии всех костей и фрагментов скелета животного, на которые устанавливают магниты 2, посаженные на клей в точках соединения (Фиг. 2). В отверстия позвонков вводят полимерный пластичный стержень 6 (Фиг. 3), проходящий по всей длине позвоночного столба, начиная от затылочного отверстия черепа до крестцового отдела и первых хвостовых позвонков (при наличии). Последовательно соединяют с помощью магнитов остальные сегменты модели. Хранение и транспортировку выставочного образца осуществляют в прямоугольном боксе 3, состоящем из двух равных самостоятельных частей, выполняющих функции контейнера и крышки. Бокс на время выставочных мероприятий трансформируется в подставку, для чего обе половины соединяют между собой, а в резьбовые отверстия 4 на поверхности подставки вставляют вертикальные стойки 5. Последовательно устанавливают остальные вертикальные стойки, поддерживающие тот или иной отдел позвоночника скелета животного. Используют необходимое количество вертикальных металлических стоек, обеспечивающих устойчивое положение экспоната, но не может быть менее двух стоек.Just as it was done in the prototype, precise matrices of individual skeletal segments are made from natural samples placed in a silicone base. A plastic mass based on polyurethane is poured into the matrix and an anatomically accurate copy of the bone is obtained. Similarly, copies of all the bones and fragments of the animal’s skeleton are obtained, onto which magnets 2 are installed, placed on glue at the connection points (Fig. 2). A polymer plastic rod 6 (Fig. 3) is inserted into the openings of the vertebrae, running along the entire length of the spinal column, starting from the occipital foramen of the skull to the sacral region and the first caudal vertebrae (if present). The remaining segments of the model are connected in series using magnets. The exhibition sample is stored and transported in a rectangular box 3, consisting of two equal independent parts that perform the functions of a container and a lid. During exhibition events, the box is transformed into a stand, for which both halves are connected to each other, and vertical posts 5 are inserted into the threaded holes 4 on the surface of the stand. The remaining vertical posts are sequentially installed, supporting one or another part of the spine of the animal’s skeleton. Use the required number of vertical metal stands to ensure a stable position of the exhibit, but there cannot be less than two stands.

Для изготовления точных копий внутренних органов используют методику, изложенную в пат. 42122 U1 (Анатомическая модель внутренних полых органов, МПК G09B 23/30, 2004) с использованием быстротвердеющей пенополиуретановой массы, а точнее, строительной монтажной пены. На основе натурального препарата моделируется анатомическая модель органа, путем заполнения монтажной пеной и получения точной копии. Затем по контуру выполненной копии органа приклеивают мягкий эластичный гибкий магнит 7 в виде полосы шириной 20 мм (Фиг. 4). При выборе участка для размещения гибкого магнита учитывают, как соединение органов между собой, так и со скелетом. На (Фиг. 4) показаны копии таких внутренних органов как сердце, легкое, печень, желудок, кишечник с установленными гибкими магнитами 7. Соединение сегментов скелета и точных копий органов в местах их анатомического расположения выполняют, соединяя жесткие магниты, установленные на скелете, и гибкие магниты, установленные на копиях внутренних органов (Фиг. 5, 6). Для выполнения точных копий органов и скелета животного допускается применение пластической массы на основе полиуретана, или других пластических масс, с использованием литьевого или печатного способа (3D-печать) изготовления.To make exact copies of internal organs, use the technique outlined in Pat. 42122 U1 (Anatomical model of internal hollow organs, IPC G09B 23/30, 2004) using quick-hardening polyurethane foam, or more precisely, construction foam. Based on a natural preparation, an anatomical model of the organ is simulated by filling it with foam and obtaining an exact copy. Then, along the contour of the completed copy of the organ, a soft elastic flexible magnet 7 is glued in the form of a strip 20 mm wide (Fig. 4). When choosing a site for placing a flexible magnet, both the connection of organs with each other and with the skeleton are taken into account. (Fig. 4) shows copies of such internal organs as the heart, lung, liver, stomach, intestines with installed flexible magnets 7. The connection of skeletal segments and exact copies of organs in their anatomical locations is performed by connecting rigid magnets installed on the skeleton and flexible magnets installed on copies of internal organs (Fig. 5, 6). To make exact copies of the organs and skeleton of an animal, it is allowed to use polyurethane-based plastic or other plastics using injection molding or printing (3D printing).

Полезную модель можно дополнить мышцами, изготовленными из мягкого силикона. В торцах макетов мышечных брюшек крепят эластичные магниты с широким полем, а в точках крепления их к костям проксимально и дистально устанавливают жесткие магниты, что дает возможность смещаться мышечному брюшку относительно кости при сгибании кости, не отрываясь от точки крепления благодаря скольжению жесткого магнита по плоскости эластичного магнита закрепленного на брюшке мышцы. Например, четырехглавая мышца бедра имеет несколько точек крепления, соответственно, при сгибании бедра и для нормального хода коленной чашки, эластичные магниты смещаются относительно жестких магнитов, установленных в копии кости и имитируют эффект растяжения мышцы. Соответственно, при разгибании эластичные магниты смещаются относительно жестких в обратную сторону.The utility model can be supplemented with muscles made of soft silicone. Elastic magnets with a wide field are attached at the ends of the mock-ups of muscle bellies, and hard magnets are installed proximally and distally at the points of attachment to the bones, which makes it possible for the muscle belly to move relative to the bone when the bone is bent, without breaking away from the attachment point due to the sliding of the hard magnet along the elastic plane a magnet attached to the belly of the muscle. For example, the quadriceps femoris muscle has several attachment points, respectively, when the hip flexes and for the normal movement of the kneecap, elastic magnets are displaced relative to rigid magnets installed in a replica of the bone and simulate the effect of stretching the muscle. Accordingly, during extension, the elastic magnets are displaced relative to the rigid ones in the opposite direction.

Таким образом, осуществляется создание полноразмерной копии скелета животного в сочетании с копиями внутренних органов, расположенных в естественном анатомическом порядке. Изъятие органов не нарушает целостности общей композиции, но создает возможность объяснить и показать простым способом функции этих органов и суставов. Полезная модель восполняет сведения о строении и функциях отдельных органов и способствует обеспечению эффективного процесса обучения, становится неотъемлемой частью образовательного процесса, способствуя повышению уровня знаний и практических навыков студентов и специалистов.Thus, a full-size copy of the animal’s skeleton is created in combination with copies of internal organs located in a natural anatomical order. The removal of organs does not violate the integrity of the overall composition, but creates the opportunity to explain and show in a simple way the functions of these organs and joints. A utility model provides information about the structure and functions of individual organs and helps ensure an effective learning process; it becomes an integral part of the educational process, helping to increase the level of knowledge and practical skills of students and specialists.

Использование полезной модели не ограничивается трехмерной моделью скелета собаки, существует множество вариантов осуществления изобретения в рамках формулы изобретения.The use of a utility model is not limited to a three-dimensional model of a dog's skeleton; there are many embodiments of the invention within the scope of the claims.

Claims

1. Demonstration three-dimensional model of the animal skeleton, consisting of anatomically accurate copies of segments of the animal skeleton, made of polyurethane-based plastic, the bones of the limbs and joints are connected with permanent magnets, a polymer plastic rod is inserted into the spinal column, running along the entire length of the spinal column from the occipital foramen to the sacral region, to install the model, at least two vertical supporting posts are used, and one end of each post is connected to a segment of the skeleton, and the opposite end is inserted and fixed in a threaded hole on the stand box, characterized in that the model is supplemented with anatomically accurate copies of the internal organs animal with flexible magnets installed along the contour of the organ on each copy, which are connected to the skeleton model in a natural anatomical order, combining the skeleton magnets and flexible magnets installed on copies of the internal organs.

2. Demonstration three-dimensional model of an animal skeleton according to claim 1, characterized in that it is supplemented with copies of internal organs: trachea, esophagus, lung, heart, liver, stomach, intestines, kidney.

3. Demonstration three-dimensional model of an animal skeleton according to claim 1, characterized in that exact copies of the skeleton and internal organs are made from polyurethane-based plastic, other plastics, injection molding or 3D printing technologies.