一种血管动态力学响应测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种血管动态力学响应测试系统，包括底座、脉动流场驱动装置、监测装置和传输装置；脉动流场驱动装置的输出端与传输装置的第一输入端连接，监测装置设置于底座上，被测试样设置于监测装置上，且被测试样的两端分别与传输装置的第一输出端和第二输入端连接，传输装置的第二输出端与脉动流场驱动装置的输入端连接。脉动流场驱动装置用于将周期性脉动流体通过传输装置泵入被测试样内，监测装置用于采集泵入周期性脉动流体后的被测试样的三维动态力学响应数据。本发明专利技术填补了现在市场上无法对三维状态或原生状态下的血管或血管可移植物进行动态力学测试的空白，且结构简单紧凑，空间设计合理，且操作非常简便，极大的方便用户使用。

【技术实现步骤摘要】
一种血管动态力学响应测试系统
本专利技术涉及力学测试设备
，尤其涉及一种血管动态力学响应测试系统。
技术介绍
血管作为一种具有各向异性、非均质、应力应变关系非线性的极复杂粘弹性体，其力学性能的测定与力学分析一直存在问题，尤其是三维状态下的动态力学性能测定。目前，随着心血管疾病以及急性心血管事件的发生率上升，组织工程血管的研究已经成为全球热点。而组织工程血管工业化生产面临的最大问题之一是如何对其进行有效的力学性能评价，自体血管的力学研究实际上也面临同样的问题，其根本原因是目前尚未开发出一套能够准确评估血管、血管可移植物的力学性能的系统。理想的力学性能是组织工程血管以及血管可移植物的核心。缺乏各向异性、顺应性可以导致组织工程移植物动脉瘤的发生，远期通畅率的降低。人工血管，如Dacron，ePTFE的力学性能如果与原生血管的力学性能差异过大，也能导致远期通畅率，吻合口的狭窄。所以对于血管可移植物的力学性能的准确评估极其重要。目前，针对血管的力学性能试验，主要有单轴拉伸、双轴拉伸力学试验，但是该拉伸力学试验并不能准确、全面地评估血管以及血管可移植物的力学性能。其中，单轴拉伸力学试验虽然可以进行应力应变测试，但是获取数据非常有限，只能做单向拉伸来研究应力应变，无法测定血管的各向异性、三维状态下的应力应变关系以及三维动态力学响应。而双轴拉伸力学试验相比于单轴拉伸力学试验，其优点是可以测定血管的各向异性以及应力松弛与蠕变特性，而缺点是仍然无法测定血管的三维状态下的应力应变关系以及动态力学响应。而且，二者的测试过程均为静力拉伸，虽然能有效评价各向异性，松弛、蠕变及应力应变关系，但是整个实验过程在二维状态下进行，对于血管在三维状态下的应力应变，特别是脉动压力下的应力应变关系以及动态力学性能，并不能准确评估。再有，由于血管为非均匀的结构，即使是同一条血管，不同位置也有不同的应力应变关系，如动脉树在同一条血管的不同位置在血管生物力学存在差异。此外，目前也没有有效的测试手段来实现组织工程血管培养后的三维动态力学性能检测，检验培养中是否存在不均匀薄弱点；而正由于缺乏有效的测试手段，所以血管以及血管可移植物在研究过程中，在力学上还没有建立标准的测试与评价体系。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种血管动态力学响应测试系统，能够解决如何有效测定血管的三维应力应变关系，以及周期性脉动压力下的动态力学响应的问题。为了解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种血管动态力学响应测试系统，包括底座、脉动流场驱动装置、监测装置和传输装置；所述脉动流场驱动装置的输出端与所述传输装置的第一输入端连接，所述监测装置设置于所述底座上，被测试样设置于所述监测装置上，且所述被测试样的两端分别与所述传输装置的第一输出端和第二输入端连接，所述传输装置的第二输出端与所述脉动流场驱动装置的输入端连接；所述脉动流场驱动装置用于将周期性脉动流体通过所述传输装置泵入所述被测试样内，所述监测装置用于采集泵入周期性脉动流体后的被测试样的三维动态力学响应数据；其中，所述三维动态力学响应数据包括压力数据、直径数据和位移数据。在某一个实施例中，所述监测装置包括监测壳体、激光检测模组和压力检测模组；所述监测壳体设置在所述底座上并用于承载所述被测试样，所述被测试样的两端分别通过连接接头与所述传输装置连通；所述激光检测模组设置在所述监测壳体上并朝向所述被测试样，以采集所述被测试样的直径数据和位移数据；所述压力检测模组设置在所述监测壳体上的靠近所述连接接头的位置，以采集所述被测试样的压力数据。在某一个实施例中，所述激光检测模组包括至少一对激光直径传感器和至少两对激光振动传感器；至少一对所述激光直径传感器对称设置在所述被测试样的径向两侧，并用于采集所述被测试样的直径数据；至少两对所述激光振动传感器对称环绕设置在所述被测试样的四周，并用于采集所述被测试样的振动位移数据以及偏离预设轴线的位移数据；所述压力检测模组包括多个压力传感器，多个所述压力传感器分别设置在所述监测壳体的不同位置上，并用于采集所述被测试样不同位置的压力数据。在某一个实施例中，所述测试系统还包括移动驱动装置和控制装置；所述底座上设置有导轨，所述监测装置还包括移动支架，所述移动支架独立于所述监测壳体，所述激光检测模组设置在所述移动支架上；所述监测壳体和/或所述移动支架设置于所述导轨上，所述移动驱动装置设置在所述监测壳体和/或所述移动支架上，所述控制装置与所述移动驱动装置电连接，并用于控制所述移动驱动装置驱动所述监测壳体和/或所述移动支架沿所述导轨移动。在某一个实施例中，所述导轨包括第一子导轨和第二子导轨，所述第一子导轨与所述第二子导轨平行；所述移动支架包括多个，至少其中一个所述移动支架设置在所述第一子导轨上，至少另外一个所述移动支架设置在所述第二子导轨上；所述移动驱动装置包括第一驱动模组和第二驱动模组，所述第一驱动模组设置在至少其中一个所述移动支架上，所述第二驱动模组设置在至少另外一个所述移动支架上；所述控制装置还用于控制所述第一驱动模组驱动至少其中一个所述移动支架沿所述第一子导轨移动，和/或，控制所述第二驱动模组驱动至少另外一个所述移动支架沿所述第二子导轨移动。在某一个实施例中，至少一对所述激光直径传感器设置在至少其中一个所述移动支架上，至少两对所述激光振动传感器设置在至少另外一个所述移动支架上。在某一个实施例中，所述监测壳体还包括至少两个侧壁，至少两个所述侧壁活动连接并均设置在所述导轨上；所述移动驱动装置还包括第三驱动模组和第四驱动模组，所述第三驱动模组设置在至少其中一个所述侧壁上，所述第四驱动模组设置在至少另外一个所述侧壁上；所述控制装置还用于控制所述第三驱动模组驱动至少其中一个所述侧壁沿所述导轨的第一方向移动，以及控制所述第四驱动模组驱动至少另外一个所述侧壁沿所述导轨的第二方向移动，以对所述被测试样进行轴向拉伸；其中，所述第二方向与所述第一方向相背。在某一个实施例中，所述导轨包括第一子导轨和第二子导轨，所述第一子导轨与所述第二子导轨平行，至少其中一个所述侧壁设置在所述第一子导轨上，至少另外一个所述侧壁设置在所述第二子导轨上；所述控制装置还用于控制所述第三驱动模组驱动至少其中一个所述侧壁沿所述第一子导轨的第一方向移动，以及控制所述第四驱动模组驱动至少另外一个所述侧壁沿所述第二子导轨的第二方向移动，以对所述被测试样进行轴向拉伸；其中，所述第二方向与所述第一方向相背。在某一个实施例中，所述测试系统还包括标尺刻度，所述标尺刻度沿所述导轨延伸的方向设置在所述底座上，并用于测量轴向拉伸的距离。在某一个实施例中，所述脉动流场驱动装置包括信号采集模块，所述信号采集模块与所述监测装置连接，并与外部终端设备通讯连接。相较于现有技术，本专利技术实施例提供的血管动态力学响应测试系统具有以下优点：填补了现在市场上无法对三维状态或原生状态下的血管或血管可移植物进行动态力学测试的空白。本专利技术实施例的测试系统结构简单紧凑，空间设计合理，且操作非常简便，极大的方便用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种血管动态力学响应测试系统，其特征在于，包括底座、脉动流场驱动装置、监测装置和传输装置；/n所述脉动流场驱动装置的输出端与所述传输装置的第一输入端连接，所述监测装置设置于所述底座上，被测试样设置于所述监测装置上，且所述被测试样的两端分别与所述传输装置的第一输出端和第二输入端连接，所述传输装置的第二输出端与所述脉动流场驱动装置的输入端连接；/n所述脉动流场驱动装置用于将周期性脉动流体通过所述传输装置泵入所述被测试样内，所述监测装置用于采集泵入周期性脉动流体后的被测试样的三维动态力学响应数据；其中，所述三维动态力学响应数据包括压力数据、直径数据和位移数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种血管动态力学响应测试系统，其特征在于，包括底座、脉动流场驱动装置、监测装置和传输装置；
所述脉动流场驱动装置的输出端与所述传输装置的第一输入端连接，所述监测装置设置于所述底座上，被测试样设置于所述监测装置上，且所述被测试样的两端分别与所述传输装置的第一输出端和第二输入端连接，所述传输装置的第二输出端与所述脉动流场驱动装置的输入端连接；
所述脉动流场驱动装置用于将周期性脉动流体通过所述传输装置泵入所述被测试样内，所述监测装置用于采集泵入周期性脉动流体后的被测试样的三维动态力学响应数据；其中，所述三维动态力学响应数据包括压力数据、直径数据和位移数据。


2.根据权利要求1所述的血管动态力学响应测试系统，其特征在于，所述监测装置包括监测壳体、激光检测模组和压力检测模组；
所述监测壳体设置在所述底座上并用于承载所述被测试样，所述被测试样的两端分别通过连接接头与所述传输装置连通；
所述激光检测模组设置在所述监测壳体上并朝向所述被测试样，以采集所述被测试样的直径数据和位移数据；
所述压力检测模组设置在所述监测壳体上的靠近所述连接接头的位置，以采集所述被测试样的压力数据。


3.根据权利要求2所述的血管动态力学响应测试系统，其特征在于，
所述激光检测模组包括至少一对激光直径传感器和至少两对激光振动传感器；至少一对所述激光直径传感器对称设置在所述被测试样的径向两侧，并用于采集所述被测试样的直径数据；至少两对所述激光振动传感器对称环绕设置在所述被测试样的四周，并用于采集所述被测试样的振动位移数据以及偏离预设轴线的位移数据；
所述压力检测模组包括多个压力传感器，多个所述压力传感器分别设置在所述监测壳体的不同位置上，并用于采集所述被测试样不同位置的压力数据。


4.根据权利要求3所述的血管动态力学响应测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括移动驱动装置和控制装置；
所述底座上设置有导轨，所述监测装置还包括移动支架，所述移动支架独立于所述监测壳体，所述激光检测模组设置在所述移动支架上；
所述监测壳体和/或所述移动支架设置于所述导轨上，所述移动驱动装置设置在所述监测壳体和/或所述移动支架上，所述控制装置与所述移动驱动装置电连接，并用于控制所述移动驱动装置驱动所述监测壳体和/或所述移动支架沿所述导轨移动。


5.根据权利要求4所述的血管动态力学响应测试系统，其特征在于，所述导轨包括第一子导轨和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：林展翼，文章，周嘉辉，周浩浩，
申请(专利权)人：广东省人民医院，
类型：发明
国别省市：广东;44