[發(fā)明專利]血管支架植入病變處血流流動(dòng)性能的測(cè)試裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110000596.1
• 申請(qǐng)日: 2011-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102068245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俐軍;程潔;易紅;倪中華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/026
• 分類號(hào): A61B5/026
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械性能測(cè)試的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及血管支架在植入病變部位后，對(duì)血流參數(shù)等方面的影響的測(cè)試。

背景技術(shù)

心腦血管疾病已被全世界公認(rèn)為是危害人類生命健康最嚴(yán)重的疾病之一，其中冠心病的發(fā)病率和死亡率居各類疾病之首。目前冠心病的治療分為藥物治療、外科手術(shù)和介入治療三大類，而介入治療因其具有出血少、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、安全可靠、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視。伴隨著支架的大量使用，介入治療帶來(lái)的副作用也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，其中最重要的就是血管的再狹窄。針對(duì)血管的再狹窄問(wèn)題，普遍認(rèn)為內(nèi)膜增生是其主要原因，而造成內(nèi)膜增生的主要原因是支架的植入改變了血流參數(shù)如流速、壓力分布、流線分布和對(duì)血管壁的剪切應(yīng)力等，造成血管內(nèi)局部層流變成非定常流甚至紊流，導(dǎo)致部分地區(qū)剪應(yīng)力顯著升高，有些地方剪應(yīng)力很低，從而形成一些滯留區(qū)域，而這些地方往往是內(nèi)膜增生的易發(fā)區(qū)，因此研究支架對(duì)血流參數(shù)的影響就顯得十分重要。通過(guò)搭建測(cè)試裝置，一方面觀察支架注入后對(duì)流體的擾動(dòng)情況，另一方面測(cè)量支架置入后血管內(nèi)壁面剪應(yīng)力的變化，這些測(cè)試數(shù)據(jù)不僅能夠給支架在血流影響方面性能的好壞提供有力依據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以促進(jìn)支架性能的提高，而且能夠給動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)參照。

目前在國(guó)內(nèi)外有部分學(xué)者對(duì)支架在支架植入病變部位后對(duì)血流參數(shù)的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，采用的方法主要有多普勒測(cè)速技術(shù)和粒子成像測(cè)速(Particle?Image?Velocimetry,?PIV)，其中多普勒測(cè)速技術(shù)不足之處在于對(duì)出射波的強(qiáng)度有較高的要求，并且周圍環(huán)境的運(yùn)動(dòng)物體會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的精度造成影響。由于該測(cè)量方法基于多普勒效應(yīng)，必須檢測(cè)回波信號(hào)的頻移，對(duì)電路要求十分嚴(yán)格。同時(shí)測(cè)量精度受到聲波方向和血流方向間夾角的影響，并且難于測(cè)量低速血流。而且由于要固定取樣線和取樣點(diǎn)逐一測(cè)量和記錄后才可以繪出速度場(chǎng)，難于做到血流全流場(chǎng)的瞬態(tài)測(cè)量，同時(shí)解析度也不夠高。而粒子成像測(cè)速法是利用撒播在流體中的示蹤粒子對(duì)流體的跟隨性，通過(guò)測(cè)量示蹤粒子的運(yùn)動(dòng)來(lái)間接測(cè)量流場(chǎng)速度場(chǎng)，因此對(duì)示蹤粒子的要求比較高，同時(shí)還需要高頻高分辨率攝像機(jī)、激光發(fā)生器等一批昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，

?發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的在于提供一種血管支架植入病變處血流流動(dòng)性能的測(cè)試裝置及方法，能夠?qū)ρ苤Ъ苤踩氩∽儾课缓?，?duì)血流參數(shù)的影響進(jìn)行測(cè)試且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)方案：?本發(fā)明的血管支架植入病變處血流流動(dòng)性能的測(cè)試裝置包括水箱以及與水箱相連的蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵的出口依次通過(guò)緩沖箱、單向調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、壓力變送器以及測(cè)試段，測(cè)試段的出口通過(guò)管道與水箱入口相連，構(gòu)成一個(gè)密閉的循環(huán)系統(tǒng)；該循環(huán)系統(tǒng)用來(lái)模擬人體血管內(nèi)的脈動(dòng)流環(huán)境，測(cè)試段的一側(cè)設(shè)置有光源，與光源相對(duì)稱的另一側(cè)則有與計(jì)算機(jī)相連的攝像機(jī)。

測(cè)試段包括模擬血管、支架、陽(yáng)極和陰極；其中模擬血管為含有部分狹窄的透明硅膠管，在模擬血管的中部設(shè)置支架，陰極為鎳鈦探針，設(shè)置在支架的中間和兩端，陽(yáng)極為不銹鋼管，同時(shí)作為回路的一部分位于模擬血管的進(jìn)口端。

陽(yáng)極可采用鎳管，陰極或采用鉑探針或鎳探針。

本發(fā)明的的血管支架植入病變處血流流動(dòng)性能的測(cè)試裝置的測(cè)試方法利用壓力變送器和流量計(jì)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)相連，從而監(jiān)測(cè)流經(jīng)測(cè)試段溶液的壓力和流量；調(diào)節(jié)單向調(diào)節(jié)閥、蠕動(dòng)泵和與水箱相連的加壓裝置，將流經(jīng)測(cè)試段的流量及壓力控制在真實(shí)的血流參數(shù)范圍內(nèi)，并且利用緩沖箱用來(lái)消除蠕動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的高頻脈動(dòng)，從而達(dá)到模擬人體血管內(nèi)的脈動(dòng)流環(huán)境的目的；水箱中裝有以鐵氰化鉀K3Fe(CN)6、亞鐵氰化鉀K4Fe(CN)6為電解質(zhì)，氫氧化鈉NaOH為輔助電解質(zhì)的混合溶液；在測(cè)試壁面剪應(yīng)力時(shí)，將陰極置于待測(cè)點(diǎn)，同時(shí)保證陰極的底面與模擬血管內(nèi)壁齊平，由電化學(xué)方法，從0伏開(kāi)始，逐漸增大陽(yáng)極和陰極之間的電壓，當(dāng)電流不再隨電壓的增大而升高時(shí)，得到極限電流，該電流通過(guò)信號(hào)放大器放大后，經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；壁面剪應(yīng)力的測(cè)量在支架植入前后分別測(cè)量，并進(jìn)行比較，支架植入后，在溶液中添加示蹤粒子，然后利用攝像機(jī)對(duì)流體擾動(dòng)進(jìn)行觀察，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理來(lái)分析支架植入后對(duì)流體的擾動(dòng)情況。電化學(xué)方法中，電解質(zhì)采用碘化鉀KI和碘I₂溶液，輔助電解質(zhì)采用氯化鉀KCl。

有益效果：?本發(fā)明與其他實(shí)驗(yàn)方案相比，采用電化學(xué)方法測(cè)量壁面剪應(yīng)力，可以對(duì)待測(cè)點(diǎn)的壁面剪應(yīng)力進(jìn)行直接測(cè)量，同時(shí)作為陰極的鎳鈦探針可以足夠小，