[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种介入手术导丝行进方向训练模拟器。

[0002] 神经介入手术是一种通过血管内导管技术进行的微创治疗方法，广泛应用于治疗脑血管疾病，如脑血管狭窄、闭塞、脑动脉瘤、动静脉畸形、急性脑梗死等；这类手术具有创伤小、恢复快的优点，但同时也需要医生具备高超的操作技巧和丰富的临床经验，尤其是在处理复杂的血管解剖结构时。

[0003] 脑血管介入手术通常由股动脉进行穿刺，穿刺成功后导丝依次经过股动脉、髂总动脉、腹主动脉、胸主动脉、主动脉弓、颈总动脉、颈内动脉、大脑中动脉，最后到达病灶部位；然而，对于部分患者来说，尤其是老年患者通常由于血管老化、钙化、硬化等原因，可能出现血管走向异常、血管内异常狭窄等，如颈内动脉冗长、迂曲，这些血管异常、狭窄或弯曲的部位，使得导丝在穿过这些部位时变得困难，增加了手术的复杂性和风险。

[0004] 目前，医生在进行神经介入手术前，主要依靠传统的实践培训和临床经验积累；然而，面对血管异常、狭窄或弯曲的情况，传统培训方法难以提供足够真实的模拟环境，导致医生在实际操作中面临较大的挑战；对于这些异常、困难的血管，在导丝穿过时，要求医生熟练甚至高超地运用导丝行进时的手法，例如：捻转、推拉、进退等，从而提高导丝通过的概率，并最大程度地降低对周围血管及血管壁的负面影响，提高手术的成功率。

[0005] 基于此，本申请提供了一种介入手术导丝行进方向训练模拟器，该模拟器能够真实模拟血管弯曲、狭窄等困难情况，帮助医生在无风险的环境中反复练习，锻炼其把控导丝行进的灵活性，提高在复杂情况下的操作熟练度和通过概率，从而提高神经介入手术的成功率。

[0043] 下面通过具体实施方式进一步详细说明：

[0044] 说明书附图中的附图标记包括：模板1、定位区11、血管模型2、卡座3、凹腔31、摩擦层311、安装腔32、弹簧321、钢珠322、定位机构4、锁紧块41、锁紧通道411、限位凸起4111、固定杆42、弧形夹421、限位凸起412、限位槽413、限位孔4211、卡槽422、限位凸块423、导丝5、碰撞力传感器51、微型摄像头52、监测套6、温感变色层61、通道62、波纹部63、形状记忆金属7、导电片71、控制器8、数据记录模块81、评估模块82、结果输出模块83、显示屏9。

[0045] 实施例一

[0046] 如图1‑3所示，一种介入手术导丝行进方向训练模拟器，包括模拟器、导丝5、系统主机，模拟器包括模板1、设置在模板1上的人体血管模型2以及可拆卸地设置在模板1上用于调整固定血管模型2位置的定位机构4；如图2‑3所示，模板1上设置有多个定位区11，定位区11上设置有若干卡座3，定位机构4的底部与卡座3可拆卸连接，定位机构4的上部设置有血管通道，血管模型2穿过血管通道，且血管通道的管径大于血管模型2的管径，便于血管模型2在血管通道内滑动，以调节长度。

[0047] 具体的，血管模型2采用具有一定弹性、挤压产生变形的橡胶或硅胶制成，血管模型2的调节部位具有调节余量，本实施例具体以模板1颈部区域上的颈内动脉为例进行详细的说明：如图2所示，在模板1上设置三个定位区11，每个定位区11代表一种血管模型2的弯曲走向变化情况，当需要训练某一种困难血管时，将血管模型2移动到对应的定位区11，调节血管模型2的长度，再利用定位机构4锁紧。

[0048] 如图4所示，定位机构4包括固定杆42以及与固定杆42滑动连接的锁紧块41，固定杆42的顶部还设置有弹性的弧形夹421，弧形夹421的弧形部组成血管通道，用于承托血管模型2；锁紧块41上设置有锁紧通道411，锁紧通道411为下大上小的锥形结构，锁紧通道411的内壁与弧形夹421的外壁滑动连接，当按压锁紧块41向下移动时，锁紧通道411的内壁逐渐卡紧弧形夹421，从而使弧形夹421的内壁夹紧血管模型2。本实施例为了进一步提高锁紧效果，在弧形夹421的外壁上还设置有若干限位孔4211，锁紧通道411的内壁上设置有用于插入限位孔4211内的限位凸起4111；当夹紧弧形夹421时，限位凸起4111卡入限位孔4211内，以保证锁紧效果，避免滑脱。

[0049] 卡座3上设置有凹腔31，固定杆42的底部与卡座3的凹腔31连接，具体的，本实施例中固定杆42和凹腔31采用涨紧连接的方式，方便快速调节固定杆42的位置，使其固定在对应定位区11的卡座3上。

[0050] 导丝5前端设置有检测元件，检测元件与系统主机通信连接，具体的，检测元件包括碰撞力传感器51和微型摄像头52，碰撞力传感器51用于检测导丝5行进过程中与血管模型2内壁发生碰撞的力度，微型摄像头52用于监控导丝5头端在血管模型2内壁的行进情况，用于模拟造影显示。

[0051] 如图5所示，导丝5上滑动地设置有监测套6，监测套6的外壁上设置有温感变色层61，当捏住监测套6捻转时，监测套6夹住导丝5并带动导丝5一起旋转，且随着捻转速度和时间的增加，监测套6外壁上的温感变色层61发生色变；具体的，监测套6采用易变形的弹性材质制成，例如：硅胶，监测套6内设置有用于供导丝5穿过的通道62，通道62的上下内壁设置有相互嵌合的波纹部63，当捏住监测套6时，通道62内壁上的波纹部63相互啮合将导丝5夹紧。

[0052] 温感变色层61采用现有的温感变色材料制成，例如：感温变色粉、感温变色油墨、感温变色油漆、或者采用热敏颜料(热敏染料)，该颜料可以在一定温度范围内逐渐变化颜色；或者采用液晶材料制成，液晶是一种特殊的有机化合物，在某一温度范围内，它的分子有序化排列，这种材料具有特殊的物理、化学、光学特性，能够在设定的温度区间内随着温度的不同而呈现出可逆性的七彩颜色的变化。当然，在一定温度范围内逐渐变化颜色的材料还有电子转移染料、热致变色聚合物等，在此不再详细赘述。

[0053] 通过在导丝5外套设一个监测套6，当快速捻转导丝5旋转通过弯曲、狭窄的变异血管时，捻转摩擦产生热量使得监测套6外壁的温感变色层61发生变色，进而实现将捻转的动作转化为可视化的形式，有利于对医生的操作动作起到明确的指引作用，通过将捻转动作与可视化的颜色结合起来，可以有效地锻炼医生通过复杂血管时捻转导丝5的手感经验，当在进行实际手术操作时，医生能够根据先前的训练经验判断捻转导丝5的动作频率为多少时，有利于增加导丝5通过的概率，可以减少实操过程中反复调整捻转动作进行的数次尝试，有利于提高手术的成功率，同时降低反复捻转调整对血管壁施加的负面压力和医生的心理压力。

[0054] 另外，当捻转导丝5时，监测套6外壁受到摩擦的部位会发生变色，而没有受到摩擦的部位不会变色，从而在监测套6的外壁上留下一定的手势姿态痕迹，有利于根据该痕迹判断新手训练者的手势是否准确合适，从而便于后续的指导教学，有利于提高训练成效。

[0055] 一种介入手术导丝行进方向训练模拟器的使用方法如下：

[0056] 步骤1、调整血管模型2：根据训练计划，调节血管模型2的位置，使其模拟某种走向弯曲的变异性血管，确定好位置后，将定位机构4的固定杆42插入定位区11上的卡座3内，然后向下按压锁紧块41，利用锁紧块41挤压弧形夹421，进而使弧形夹421的内壁夹紧血管模型2。

[0057] 步骤2、穿刺送入导丝5：从股动脉进行穿刺，然后送入导丝5，当导丝5行进至弯曲血管时，手指捏住监测套6，监测套6发生形变将导丝5夹紧，然后快速的捻转监测套6，通过捻转旋转调节导丝5头端的方向，并通过手部向前移动实现捻转的同时向前送导丝5，直至导丝5通过血管模型2的弯曲段；在此过程中利用导丝5头部设置的微型摄像头52监控前端的情况，提供可视化参考。

[0058] 步骤3、训练结果记录：训练结束后，系统主机输出碰撞力传感器51碰撞次数、以及每次碰撞时产生的碰撞力，再结合监测套6上的温感变色层61的变色程度得出训练结果。例如，当训练结果显示本次训练碰撞次数较多，而监测套6的变色程度较小时，说明在捻转通过困难血管时，捻转速度较慢或者捻转手法不准确，导致导丝5头端在行进时方向把控性较差，而捻转的速度越快，就会产生更多的进入方向，从而提高导丝5通过的概率。

[0059] 根据上述结果反馈，可以针对性制定训练计划，以提高捻转速度和灵活度，当训练后的碰触次数和碰撞力均到达预设目标时，说明训练合格，此时查看监测套6外的变色情况，使患者记住不同变色情况所对应的捻转速度和捻转手感，最后再针对性地训练手法，提高熟练度和灵活性。

[0060] 实施例二

[0061] 本实施例与实施例一的区别在于，如图6所示，锁紧通道411和凹腔31的内壁上均设置有摩擦层311，且凹腔31上的摩擦层311的摩擦力大于锁紧通道411摩擦层311的摩擦力。本实施例中摩擦层311的设置方式可以采用如下几种具体的实现方式：当摩擦层311的材质相同时，设置在凹腔31内的摩擦层311的长度大于设置在锁紧通道411内壁上的摩擦层311长度；或者通过在凹腔31内壁上的摩擦层311上设置若干凸起(图中未示出)，增加凹腔
31内壁的粗糙度，用于进一步增大摩擦力；或者，采用不同材质的摩擦层311，使位于凹腔31内壁上的摩擦层311的摩擦力大于锁紧通道411内壁上的摩擦层311。

[0062] 当需要对血管模型2进行固定定位时，先将固定杆42插入凹腔31顶部，然后向下按压锁紧块41，锁紧块41的锁紧通道411向下滑动夹紧弧形夹421，当锁紧通道411完全夹紧弧形夹421时，继续向下按压锁紧块41，使得固定杆42插入凹腔31底部。当需要松开血管模型2调整位置时，向上提拉锁紧块41，由于凹腔31的摩擦力大于锁紧通道411的摩擦力，锁紧块41先向上移动，逐渐松开弧形夹421和血管模型2，当锁紧块41向上移动至限位位置时，继续向上提拉，使得固定杆42脱离凹腔31，从而实现先后脱出。

[0063] 本实施例中为了避免向上提拉锁紧块41时其完全脱离固定杆42，在固定杆42的顶部设置有限位凸块423，在锁紧通道411的底部设置有限位凸起412，限位凸起412和限位凸块423相互限位；其中，为了避免限位凸块423与锁紧通道411发生干涉，在锁紧通道411的内壁上还设置有限位槽413，当锁紧块41向下移动时，限位凸块423位于限位槽413内，当锁紧块41向上移动时，限位凸块423对限位凸起412进行限位，从而避免锁紧块41脱出。

[0064] 实施例三

[0065] 本实施例与实施例一的区别在于，如图7所示，凹腔31的上侧壁上还设置有若干限位组件，固定杆42的侧壁上设置有若干用于与限位组件配合的卡槽422；限位组件包括弹簧321和钢珠322，凹腔31的侧壁上还设置有安装腔32，弹簧321位于安装腔32内，弹簧321的一端与安装腔32固定连接，另一端与钢珠322固定连接；当固定杆42插入凹腔31时，钢珠322用于嵌入固定杆42的卡槽内。

[0066] 弧形夹421的内壁上还设置有形状记忆金属7，固定杆42的底部设置有导电片71，导电片71与形状记忆金属7电连接，凹腔31的底部也设置有导电片71，模板1上设置有供电板，凹腔31内的导电片71与供电板电连接，当固定杆42的底部与凹腔31的底部接触时，形状记忆金属7片受热变形挤压血管模型2的外壁，从而模拟狭窄血管。

[0067] 具体的，在实际的介入手术过程中，血管内部狭窄情况是复杂多变的，包括中央的、偏心的、曲折的、隔瓣的等；本申请通过在弧形夹421内壁上设置形状记忆金属7，并事先将形状记忆金属7设置为不同的形状，当形状记忆金属7未受热时，为弧形片结构，夹紧血管模型时贴合在血管模型2的外壁上，当固定杆42插入凹腔31的底部时，形状记忆金属7通电受热，从而发生形变，其形变部位挤压血管模型2外壁，使其产生变形，从而缩小血管模型2的内壁，模拟不同的狭窄通道。

[0068] 本实施例通过在凹腔31内设置限位组件，可以对固定杆42进行不同程度的限位固定，当不需要模拟狭窄血管时，不将固定杆42的底部完全插入至凹腔31的底部，此时利用限位组件进行锁紧限位；当需要模拟狭窄血管时，将固定杆42完全插入凹腔31内，使两个导电片71接触通电，利用形状记忆金属7挤压血管模型2使其内部通道62变狭窄，从而实现多种模式的快速切换，且调节方式简单。

[0069] 实施例四

[0070] 本实施例与实施例三的区别在于，如图8所示，系统主机包括控制器8和显示屏9，控制器8包括数据记录模块81、评估模块82和结果输出模块83，数据记录模块81用于接收、储存碰撞力传感器51和微型摄像头52发送的数据，评估模块82用于对数据记录模块81发送的数据进行分析，并生成训练结果发送至结果输出模块83；显示屏9可以在训练的过程中实时显示来自导丝5头部的微型摄像头52发送的监控视频，以及碰撞力传感器51检测的碰撞力数据，从而对远端的导丝5操作提供可视化的场景和数据反馈，有利于训练者调整操作手法、力度、速度等，从而提高训练成效。

[0071] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。