高仿真皮肤、肌肉、骨骼关节连接结构的人体模型.pdf

一种高仿真皮肤、肌肉、骨骼关节连接结构的人体模型，涉及医学教育设备领域，它包括：高仿真皮肤、肌肉，四肢骨骼通过活动结构连接，其特征在于：高仿真皮肤、皮下组织层为热塑性弹性体、肌肉为发泡PU，四肢骨骼通过金属活动结构连接，肱骨头与肩胛骨的关节盂及股骨头与髋臼之间均安设拉力弹簧，在肱骨尺骨上段及桡骨下段横断后置螺丝杆制成转轴，尺骨滑车切迹镶嵌金属垫圈，置入铰接间隙穿入轴杆，胫骨上端中心拧入焊接金属垫圈的螺丝，再将垫圈置于内、外上髁之间的铰接间隙，在距骨上中心，拧入焊接金属垫圈的螺丝杆，将垫圈置入饺接间隙后穿入轴杆，本发明皮肤肌肉柔韧富有弹性、关节活动灵活，效果非常逼真，可显著提高教学效果。

1.一种高仿真皮肤、肌肉、骨骼关节连接结构的人体模型，它包括：高仿真皮肤、肌肉、
高仿真四肢骨骼及上、下关节面活动结构连接，其特征在于：高仿真皮肤(1)皮下组织层(2)
为热塑性弹性体制成，肌肉层(3)为发泡PU制成，肱骨头(4)与肩胛骨关节盂(5)之
间及股骨头(6)与髋臼(7)之间，穿入拉力弹簧(H1-H4)，簧的两端穿入固定销(X1-
X4)埋入骨面，制成肩关节和髋关节的杵臼关节原型结构，在肱骨上段(9)尺骨下段(10)、
桡骨上段(11)与骨长轴垂直方向断开，在上段断面(12)及下段断面(13)上分别于中
心钻孔，拧入螺丝杆(14)将两段连接，稍留缝隙形成转轴(15)，将尺骨两滑车切迹(16)
中央牢固镶嵌金属垫圈(17)，再于肱骨滑车(18)中央制作铰接间隙(19)，金属垫圈(17)
置入铰接间隙(19)，在肱骨外上髁(20)、金属垫圈(17)、肱骨髁(21)中心插入轴杆(22)，
制作成肘关节的铰接结构，将胫骨上端的髁间隆起(23)中心拧入焊接了金属垫圈(24)的
螺丝(25)，再将金属垫圈(24)置于中心钻孔的股骨外侧髁与内上髁之间的铰接间隙(27)，
然后插入轴杆(28)制成膝关节的铰接结构，在胫骨下端(29)于内踝中心与外踝之间制作
一铰接间隙(30)，在距骨上关节面(31)中心钻孔，拧入焊接金属垫圈(32)的螺丝杆(33)，
将金属垫圈(32)置入饺接间隙(30)后，插入轴杆(31)制成踝关节的铰接结构。

高仿真皮肤、肌肉、骨骼关节连接结构的人体模型

技术领域：

本发明涉及医学教育设备技术领域，确切地说是一种高仿真皮肤、肌肉、骨骼关节连接结构的人体模型。

背景技术：

在医学教育设备中，现有传统方法制作的人体教学模型四肢关节均为皮肤与骨一体化，通过直径与关节相同甚至超出关节直径的连接杆件或轴碗实现关节活动，不仅影响美观，而且不符合人体结构，无法检查骨骼和关节情况，关节活动不灵活，将现有技术制作的人体骨骼模型置于人体模型皮肤，皮下及肌肉内，因四肢骨骼连接不牢或关节活动不灵活，不能满足教学要求。为解决这个问题，近年来有人进行了研究，如专利号CN201020138061.7肢体骨骼运动仿真结构，专利号专利号CN103165008.A下臂骨骼运动仿真结构，虽然能使四肢骨骼关节灵活运动，但是该专利的相邻关节面连接的骨骼、关节连接件、限位装置均利用大量金属制作，不仅工艺过于复杂、制作成本高，更严重的缺陷是金属骨骼结构与人体构造原型完全不同，仿真性差，影响教学效果，因此研制出高仿真皮肤、肌肉、骨骼关节连接结构的人体模型是非常必要的。

发明内容：

本发明的目的是研制出高仿真皮肤、肌肉、将高仿真骨骼关节连接结构、保持骨及关节面完整的外形结构，，置于全身人体模型内，可使模型皮肤柔软、肌肉富有弹性、肢体关节运动灵活、效果逼真、提高教学效果。

该成果解决了现有人体模型皮肤肌肉不够柔韧，肌肉缺乏弹性，四肢关节运动不灵活和仿真性能差，影响教学效果的难题，填补了该项该项教学设备的空白，是世界首创的高仿真皮肤、肌肉骨骼关节连接结构的人体模型。

它包括：高仿真皮肤、肌肉、四肢骨骼的上、下关节面活动结构连接，其特征在于：热塑性弹性体制成高仿真皮肤(1)皮下组织层(2)无缝连接、发泡PU制成肌肉层(3)，肱骨头(4)与肩胛骨关节盂(5)之间及股骨头(6)与髋骨的髋臼(7)之间，在中心穿入拉力弹簧(H1-H4)，簧的两端穿入固定销(X1-X8)埋入骨面，制成肩关节和髋关节的杵臼关节原型结构，在肱骨上段(9)尺骨下段(10)、桡骨上段(11)与骨长轴垂直方向断开，在上段断面(12A)、(12B)、(12C)及下段断面(13)上分别于中心钻孔，拧入螺丝杆(14)将两段连接，稍留缝隙形成转轴(15)，将尺骨两滑车切迹(16)中央牢固镶嵌金属垫圈(17)，再于肱骨滑车(18)中央制作铰接间隙(19)，金属垫圈(17)置入铰接间隙(19)，在肱骨外上髁(20)、金属垫圈(17)、肱骨髁(21)中心插入轴杆(22)，制作成肘关节的铰接结构，将胫骨上端的髁间隆起(23)中心拧入焊接了金属垫圈(24) 的螺丝(25)，再将金属垫圈(24)置于中心钻孔的股骨外侧髁与内上髁之间的铰接间隙(27)，然后插入轴杆(28)制成膝关节的铰接结构，在胫骨下端(29)于内踝中心与外踝之间制作一铰接间隙(30)，在距骨上关节面(31)中心钻孔，拧入焊接金属垫圈(32)的螺丝杆(33)，将金属垫圈(32)置入饺接间隙(30)后，插入轴杆(31)制成踝关节的铰接结构。

本发明的优点是：高仿真皮肤、皮下层、肌肉层，人体模型四肢骨骼关节的高度仿真的连接结构，设计合理、坚固耐用、工艺简单、成本低廉，特别是完整地保存了全身人体骨骼模型的骨及关节外形结构，因此采用本发明制作的全身人体模型，皮肤肌肉高度仿真柔软富有弹性，肢体关节运动灵活，运动到极限时自然限位，效果非常逼真，可显著提高教学效果。

下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。

附图说明：

附图1为本发明的整体结构示意图。

附图2为本发明的模型上肢零部件设置示意图。

附图3为本发明的模型下肢零部件设置示意图。

具体实施方式：

本发明中，高仿真人体皮肤及皮下组织、用热塑性弹性体成型制作，肌肉用PU发泡制作，骨骼模型用高强度塑料模具注塑成型制作，骨及关节的连接件如拉力弹簧、螺丝杆，金属垫圈等市场有售，备齐附图所示零部件后，参照附图装配并对接。肱骨头与肩胛骨关节盂之间及股骨头与髋臼之间各自钻出了直径稍大的孔，穿入拉力弹簧用销钉固定后，由于弹簧的形变性能加之钻的孔稍大于弹簧直径，不仅能使上下肢前后活动、曲肘曲膝，而且尚可内收及外展。由于在肱骨上段尺骨下段、桡骨上段制作了转轴结构，因此上臂及前臂能内旋或外旋。上肢伸直时肘关节的尺骨鹰嘴恰好卡入肱骨下端的鹰嘴窝而自然限位，使前臂不过伸。膝关节运动灵活，下肢伸直时膝关节的胫骨上端关节面恰好卡在股骨下端的内侧髁和外侧髁而自然限位，使小腿不过伸。踝关节前后曲伸活动时，也通过胫骨下端和距骨上端关节面自然限位。可将用本发明制作的骨骼关节连接结构，置于全身人体模型的皮肤及皮下组织层、肌肉层内，皮肤接缝处用电刀加热熔化、粘接修平即可。由于热塑性弹性体的柔性、弹性、伸展性、抗撕裂性非常好，因此制出的人体模型皮肤肌肉高度仿真柔韧弹性极佳，根据各学科教学特点，对模型内部器官进行一些改变，制成各学科教学用高仿真人体模型，进行各科教学训练和考核，可显著提高教学效果。