[发明专利]血管内支架植入的生物力学实验模拟装置

摘要

本发明公开了血管内支架植入的生物力学实验模拟装置，由人工心血管系统、人工血液及脉动血流流场控制系统和力学实验观测装置组成；人工心血管系统的储液箱上方浸泡与左心室几何相似的硅胶左心室模型，硅胶左心室模型入口端通过模拟右心房的硅胶空心圆球连接上开放式储液箱；左心室硅胶模型出口端与主动脉弓模型连接；人工血液及脉动血流流场控制系统的微型计算机与功率放大器、直线步进电机和活塞依次连接；在闭环血液流场模型内设有相似血液粘度和比重且含模拟血栓颗粒聚苯乙烯微球的人工血液；应用本发明装置可以在血管内支架临床实验和动物实验之前有效直观地进行支架植入模拟手术，并对支架进行关于柔顺性、强度和稳定性的有效生物力学评价。

主权项

血管内支架植入的生物力学实验模拟装置，其特征在于由人工心血管系统、人工血液及脉动血流流场控制系统和力学实验观测装置组成；所述人工心血管系统的储液箱上方浸泡与左心室几何相似的硅胶左心室模型，硅胶左心室模型内外溶液互相隔离，硅胶左心室模型入口端通过模拟右心房的硅胶空心圆球连接上开放式储液箱；左心室硅胶模型出口端与主动脉弓模型连接，主动脉弓模型分别与入颅动脉模型和下降主动脉模型连接；下降主动脉模型分别与分支血管模型以及狭窄血管模块模型连接；其中，入颅动脉和下降主动脉的出口分别连接多个顺应器，顺应器、分支血管模型和狭窄血管模块模型的出口都分别用管道连接至上开放式储液箱，构成闭环血液流场模型；所述狭窄血管模块模型为透明硅橡胶血管模型，血管长12‑15cm、壁厚2.4‑3.7mm、入口和出口截面内直径均为3‑6cm；狭窄血管模块模型两端设有凹槽，用于密封连接橡皮管；狭窄血管模块模型的管壁内部设有中空泡囊，中空泡囊与管壁连成一体，泡囊内壁厚为0.8‑1.2mm，泡囊外壁厚为1.6‑2.5mm，注射器或压力球囊通过管道连接中空泡囊；所述人工血液及脉动血流流场控制系统的微型计算机与功率放大器、直线步进电机和活塞依次连接；活塞设置在密闭储液箱底部；使用微型计算机产生左心室模拟信号，经功率放大器驱动直线步进电机，并进而带动活塞上下运动；在闭环血液流场模型内设有相似血液粘度和比重且含模拟血栓颗粒聚苯乙烯微球的人工血液；所述力学实验观测装置的流量计与主动脉弓模型连接，设置在硅胶左心室模型出口处，以监控脉动流场，压力传感器有四个，分别设置在狭窄血管模块模型两端以及连接注射器或压力球囊处和主动脉弓模型的管道上，狭窄血管模块模型两端设置的压力传感器用于分析检测狭窄血管两端压差；在分支血管模型和外接血管模块模型外部设置高速摄影机，观测流场及支架输运、植入、扩张、支撑过程；注射器或压力球囊与外接血管模块模型连接；压力传感器、流量计和高速摄像机分别与微型计算机信号连接；由微型计算机控制采集和分析血流剪切应力和血液流量；在分支直角弯曲血管模型以及狭窄血管模块模型外部通过高速摄像机进行拍摄，同时由微型计算机控制并完成数据采集和处理。