[发明专利]一种主动脉夹层膜片组织力学属性测定装置及其方法

摘要

本发明公开了一种主动脉夹层膜片组织力学属性测定装置及其方法，包括第一基板和第二基板，第一基板的上端左侧部设置有立杆，立杆连接有第一横杆，第一横杆的右端连接有第二横杆，第二横杆连接有高速摄影机，第二基板的上端左侧部设置有第一支撑框架，第一支撑框架上设置有恒温台，恒温台的上端设置有实验盘，第二基板的右侧部设置有第二支撑框架，第二支撑框架的上端设置有位移控制单元，恒温台的左侧部设置有载荷测试单元。本发明所获得的膜片组织拉伸强度可用于预测胸主动脉腔内修复术中支架对膜片组织产生损伤的可能性，从而减少支架引发新夹层等并发症，提高手术安全性，并提高主动脉夹层手术规划和病情预测相关算法的准确性。

主权项

1.一种主动脉夹层膜片组织力学属性测定方法，其特征在于：其方法步骤为：(1)获取主动脉夹层膜片样品，标注样品方向，加入防冻剂，置于‑80度冷藏；在进行测定前对样品进行回温，切割成长10‑20mm、宽为1‑2mm的条状测试品，记录试样平均厚度T₀，置于恒温37度的生理盐水中；(2)将试样置于测试装置夹具间，通过调节夹具弹簧旋钮，确保夹具间隙为试样平均厚度的0.3倍；对膜片试样上表面进行标记点处理，每隔2.5mm标注一个标记点；(3)升起恒温台和实验盘，使试样完全浸没于盛有37度生理盐水的实验盘中，开始拉伸试验，试验装置的快速摄像机进行同步摄像，存储拉伸过程中的力、位移和同步的图片数据；(4)对每一个采样点的图像信息进行处理，基于区域生长法对位于试样中心的两个相邻标记点进行图像分割，对其边缘进行平滑处理，计算两标记点在试样拉伸方向上的中心点间距离L，与拉伸初始时两标记点的中心点间距离L₀相比，获得每一个采样点的延展率λ＝L/L₀；(5)通过拉伸初始时刻的图像，计算试样的初始平均宽度W₀，结合步骤1中所获得的平均厚度T₀，以及每一个采样点所获得的载荷力值F，通过不可压缩条件，可计算拉伸应力(6)提取拉伸应力最大值，即为膜片试样的拉伸强度σ_S；(7)每一个条状试样在实验后均会获得一组延展率λ_i和拉伸应力的数值σ_i，为获得可用于计算本构方程参数的代表性延展率‑应力曲线，本专利采用能量分布算法，即计算每一组延展率和拉伸应力所对应的弹性能W，对能量数据所对应的数值范围进行N等分，当每一个能量区间对应的试样数>5条时，该能量区间有效；去除无效能量区间，重新进行能量区间N等分，筛选有效能量区间，循环操作至全部能量区间有效为止；获得经能量平均的延展率和拉伸应力数值λ_k和σ_k，k＝1,2,3..N；(8)对所选定的应变能方程计算在拉伸方向上的柯西主应力σ₁，使其表示为以本构方程参数和延展率为变量的表达形式，以为目标进行参数优化合，获得相对误差在8％以内的本构方程参数，从而确定膜片组织力学属性。