一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生物医用材料的测试仪器领域，尤其涉及一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置及其测试方法。其装置包括驱动件、蓄液罐、气筒、弹性舒缩室、心脏瓣膜安装台、出液管、进液管、通气管和活塞板；活塞板滑动设置在气筒内部；弹性舒缩室内部设置有弹性隔膜片；心脏瓣膜位于弹性舒缩室上；通气管连通气筒和弹性舒缩室；进液管、出液管均连通蓄液罐和弹性舒缩室。本发明专利技术测试能力适应性强、测试效率高、运行成本低、准确性好、产业化前景好，装置结构简易，方便制作，维修保养成本低，占地面积小，便于移动。便于移动。便于移动。

【技术实现步骤摘要】
一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置及其测试方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料的测试仪器领域，尤其涉及一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置及其测试方法。

技术介绍

[0002]心脏起着控制人体正常血液循环的作用，是人进行生命活动的基本保证。心脏瓣膜是血液循环的总阀门，它控制着血液进出，同时发挥着阻止血液回流到心房或心室的作用。心脏瓣膜常常由于器官的衰老或者因生活习惯不健康会引起瓣膜性疾病，从而导致力学性能失效，最终使瓣膜发生闭合不全、返流、钙化等问题。心脏瓣膜疾病广泛存在于世界中，在全世界范围内每年大约有四十万患者需要更换心脏瓣膜，而天然瓣膜储量少，所以现在主要通过人工瓣膜替换来治疗。
[0003]人工心脏瓣膜要想成功移植到人体内并持久稳定的发挥着与天然瓣膜相似的功能，保障机体正常的生命活动，它必须具有与天然瓣膜类似的物化性能。现有的人工心脏瓣膜主要分为生物瓣膜和机械瓣膜，心脏瓣膜出现损坏大多是由于力学性能的丧失导致的功能性损坏，因此人工瓣膜的力学性能是至关重要的，所以在进行瓣膜置换术之前必然要了解人工心脏瓣膜的力学性能是否符合要求，人工瓣膜力学性能的好坏决定着它在人体内的使用寿命。
[0004]目前，市场上针对心脏瓣膜力学性能疲劳的测试装置相对缺乏，现已有的测试装置也不能很好地满足心脏瓣膜力学疲劳性能测试的需要，存在缺陷。如中国专利公开号CN101147706A中所述的装置是通过动力腔室的压力变化推动膜片上下运动，模拟类似人体心室内的舒缩活动，从而推动远端瓣膜的活动，但是该方法由于模拟心室的空间过大，无法很好的控制血液流入瓣膜的流量，且流动速度也会由于空间的关系无法保持稳定。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置及其测试方法。本专利技术测试能力适应性强、测试效率高、运行成本低、准确性好、产业化前景好，装置结构简易，方便制作，维修保养成本低，占地面积小，便于移动。
[0006]本专利技术提出一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置，包括驱动件、蓄液罐、气筒、弹性舒缩室、心脏瓣膜安装台、出液管、进液管、通气管和活塞板；通过驱动件传动的活塞板设置在气筒内部；弹性舒缩室内部设置有弹性隔膜片，并被其分隔为左右两个腔室；心脏瓣膜安装台设置两组，分别位于弹性舒缩室的左右两个腔室上，每组心脏瓣膜安装台上设置有心脏瓣膜安装位；蓄液罐设置两组，与弹性舒缩室的左右两个腔室分别对应；通气管设置两组，一组连通气筒和弹性舒缩室的左腔室，另一组连通气筒和弹性舒缩室的右腔室；进液管设置两组，一组连通左侧的蓄液罐和弹性舒缩室的左腔室，另一组连通右侧的蓄液罐和弹性舒缩室的右腔室；出液管设置两组，一组连通左侧的蓄液罐和左侧的心脏瓣膜安装台，并通过心脏瓣膜安装位与弹性舒缩室的左腔室连通，另一组连通右侧的蓄液罐和右
侧的心脏瓣膜安装台，并通过心脏瓣膜安装位与弹性舒缩室的右腔室连通；出液管和进液管上设置有控流方向相反的单向阀。
[0007]优选的，蓄液罐内部设置有过滤栅栏。
[0008]优选的，驱动件包括步进电机和伸缩杆；气筒的上端设置有通孔；伸缩杆的一端连接步进电机的驱动轴，另一端穿过通孔，伸入气筒，连接活塞板。
[0009]优选的，蓄液罐的底部设置有进/出液口。
[0010]本专利技术又提出一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置的测试方法，步骤如下：
[0011]S1、把心脏瓣膜安装到所述测试装置的心脏瓣膜安装位上，检查蓄液罐、气筒、弹性舒缩室和心脏瓣膜安装台接口的密封性，在密封良好的基础上，使弹性舒缩室内无液体进入且为收缩状态，活塞板位于气筒的顶部，步进电机不对活塞板做功；
[0012]S2、开启步进电机，步进电机通过伸缩杆推动活塞板，使气体通过通气管通入到弹性舒缩室的左右两个腔室中，使弹性舒缩室开始膨胀，同时与进液管连通的单向阀门开启，液体进入弹性舒缩室的左右两个腔室中，直至活塞板被伸缩杆推入气筒最底部，弹性舒缩室膨胀至最大容量；
[0013]S3、步进电机驱动伸缩杆把活塞板拉回，从而弹性舒缩室的左右两个腔室开始收缩，弹性舒缩室的收缩压力使心脏瓣膜开启，使腔室内液体从心脏瓣膜安装位处流出，流出的液体通过左右两侧的出液管，穿过单向阀，流回蓄液罐；经过滤栅栏过滤，直至活塞板被伸缩杆拉至气筒顶部，弹性舒缩室收缩至最小容积，腔室内液体全部排出。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0015]一、该装置测试能力适应性强：通过调整心脏瓣膜安装台5的尺寸，用于测试不同种类、形状和大小的心脏瓣膜，如主动脉瓣、肺动脉瓣和二尖瓣等。
[0016]二、该装置测试效率高：采用了对称结构，故可以同时用于两组及其以上不同心脏瓣膜力学疲劳性能测试的比较和研究，高效快捷。
[0017]三、该装置运行成本低：蓄液罐内的液体可以循环利用，不需要向蓄液罐内持续的注入液体，一方面提高了实验效率，另一方面也节约了资源。
[0018]四、该装置测试准确性好：利用步进电机运转频率调节活塞板工作频率，从而改变弹性舒缩室的舒缩频率，使测量结果更加稳定，准确。
[0019]五、该装置产业化前景好：该装置结构简易，方便制作，维修保养成本低，占地面积小，便于移动。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种实施例的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术一种实施例中单向阀的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术一种实施例中过滤栅栏的结构示意图。
[0023]附图标记：1、驱动件；2、蓄液罐；3、气筒；4、弹性舒缩室；5、心脏瓣膜安装台；6、出液管；7、进液管；8、弹性隔膜片；9、通气管；10、过滤栅栏；11、活塞板；12、伸缩杆；13、步进电机；14、阀体；15、出液口；16、进液口；17、弹簧；18、控流塞；19、控流口；20、微孔。
具体实施方式
[0024]实施例一
[0025]如图1所示，本专利技术提出的一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置，包括驱动件1、蓄液罐2、气筒3、弹性舒缩室4、心脏瓣膜安装台5、出液管6、进液管7、通气管9和活塞板11；通过驱动件1传动的活塞板11设置在气筒3内部；弹性舒缩室4内部设置有弹性隔膜片8，并被其分隔为左右两个腔室；心脏瓣膜安装台5设置两组，分别位于弹性舒缩室4的左右两个腔室上，每组心脏瓣膜安装台5上设置有心脏瓣膜安装位；蓄液罐2设置两组，与弹性舒缩室4的左右两个腔室分别对应，蓄液罐2内部设置有过滤栅栏10，底部设置有进/出液口；通气管9设置两组，一组连通气筒3和弹性舒缩室4的左腔室，另一组连通气筒3和弹性舒缩室4的右腔室；进液管7设置两组，一组连通左侧的蓄液罐2和弹性舒缩室4的左腔室，另一组连通右侧的蓄液罐2和弹性舒缩室4的右腔室；出液管6设置两组，一组连通左侧的蓄液罐2和左侧的心脏瓣膜安装台5，并通过心脏瓣膜安装位与弹性舒缩室4的左腔室连通，另一组连通右侧的蓄液罐2和右侧的心脏瓣膜安装台5，并通过心脏瓣膜安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置，其特征在于，包括驱动件(1)、蓄液罐(2)、气筒(3)、弹性舒缩室(4)、心脏瓣膜安装台(5)、出液管(6)、进液管(7)、通气管(9)和活塞板(11)；通过驱动件(1)传动的活塞板(11)设置在气筒(3)内部；弹性舒缩室(4)内部设置有弹性隔膜片(8)，并被其分隔为左右两个腔室；心脏瓣膜安装台(5)设置两组，分别位于弹性舒缩室(4)的左右两个腔室上，每组心脏瓣膜安装台(5)上设置有心脏瓣膜安装位；蓄液罐(2)设置两组，与弹性舒缩室(4)的左右两个腔室分别对应；通气管(9)设置两组，一组连通气筒(3)和弹性舒缩室(4)的左腔室，另一组连通气筒(3)和弹性舒缩室(4)的右腔室；进液管(7)设置两组，一组连通左侧的蓄液罐(2)和弹性舒缩室(4)的左腔室，另一组连通右侧的蓄液罐(2)和弹性舒缩室(4)的右腔室；出液管(6)设置两组，一组连通左侧的蓄液罐(2)和左侧的心脏瓣膜安装台(5)，并通过心脏瓣膜安装位与弹性舒缩室(4)的左腔室连通，另一组连通右侧的蓄液罐(2)和右侧的心脏瓣膜安装台(5)，并通过心脏瓣膜安装位与弹性舒缩室(4)的右腔室连通；出液管(6)和进液管(7)上设置有控流方向相反的单向阀。2.根据权利要求1所述的一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置，其特征在于，蓄液罐(2)内部设置有过滤栅栏(10)。3.根据权利要求1所述的一种测试心脏瓣膜力学疲劳性能的仿生装置，其特征在于，驱动件(1)包括步进电机(13)和伸缩杆(12)；气筒(3)的上端设置有通孔；伸缩杆(12)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，孙璇，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：