[發明專利]一種模擬下肢截肢后心血管血流動力學特性的實驗裝置

在審

• 申請號: 202111152277.2
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113916495A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 蔣文濤;李瀟;徐凱仁;李忠友;陳沖;白逃萍;刁珺杰;魏君如;劉任靜;閔磊;邰天翔;俞海躍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 重慶信必達知識產權代理有限公司 50286
• 代理人: 劉竹

本發明屬于測量血管血流動力學特性技術領域，公開了一種模擬下肢截肢后心血管血流動力學特性的實驗裝置，包括儲水桶、伸縮電機、數據采集系統和PC終端，儲水桶通過導水管連通有蠕動泵，蠕動泵連通有心臟搏動模擬腔，心臟搏動模擬腔連通有止回閥和第一壓力傳感器，第一壓力傳感器連通有順應性模擬管，順應性模擬管連通有心血管主干動脈模型，心血管主干動脈模型包括左髂動脈、右髂動脈和其他動脈模擬管，左髂動脈和右髂動脈均連通有第二壓力傳感器、電磁流量計和高精度流量截止閥，其他動脈模擬管連通有高精度流量截止閥；本發明解決了現有技術無法模擬下肢截肢后心血管血流動力學環境的問題，適用于下肢截肢后心血管血流動力學特性的模擬實驗。

技術領域

本發明涉及測量血管血流動力學特性技術領域，具體為一種模擬下肢截肢后心血管血流動力學特性的實驗裝置。

背景技術

血流動力學(hemodynamics)是指血液在心血管系統中流動的力學，主要研究血流量、血流阻力、血壓等參數以及它們之間的相互關系；血液是一種流體，因此血流動力學基本原理與一般流體力學的原理相同，但由于血管系統是比較復雜的彈性管道系統，血液是含有血細胞和膠體物質等多種成分的液體而不是理想液體，因此血流動力學既具有一般流體力學的共性，又有其自身的特點。

截肢是一項極具破壞性的治療手段，會導致人體結構發生重大改變，進而引起血管中血流動力學參數的變化，血流動力學參數的改變與一些心血管疾病息息相關。由于實驗條件與環境的限制，對人體主干動脈血流動力學參數進行精準的體內測量與監測難以實現，目前往往通過體外模擬實驗進行。體外模擬實驗即利用流動相似性原理，通過搭建體外實驗平臺模擬血液在人體血管內的流動，并通過測控技術，獲得相應的血流動力學參數，而目前還沒有通過模擬心臟周期搏動產生的脈動血流，并能夠采集血流動力學參數的數據采集系統以反映截肢后真實生理條件下所處血流動力學環境的體外測試裝置。

發明內容

本發明意在提供一種模擬下肢截肢后心血管血流動力學特性的實驗裝置，以解決現有技術缺乏通過模擬心臟周期搏動產生脈動血流的實驗裝置，無法采集血流動力學參數的數據以反映截肢后真實生理條件下所處血流動力學特性的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明提供的基礎技術方案是：一種模擬下肢截肢后心血管血流動力學特性的實驗裝置，包括儲水桶、伸縮電機、數據采集系統和PC終端，所述儲水桶通過導水管連通有蠕動泵，所述蠕動泵的出水口連通有心臟搏動模擬腔，所述伸縮電機用于周期按壓所述心臟搏動模擬腔，所述心臟搏動模擬腔的出水口連通有第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器的出水口連通有順應性模擬管，所述順應性模擬管為硅膠管，所述順應性模擬管的出水口連通有心血管主干動脈模型，所述心血管主干動脈模型包括左髂動脈、右髂動脈和其他動脈模擬管，所述左髂動脈和所述右髂動脈均連通有第二壓力傳感器和電磁流量計，所述左髂動脈、所述右髂動脈和所述其他動脈模擬管均連通有高精度流量截止閥，所述左髂動脈、所述右髂動脈和所述其他動脈模擬管的出水口均與所述儲水桶連通，所述第一壓力傳感器、所述第二壓力傳感器和所述電磁流量計均與所述數據采集系統連通，所述數據采集系統與所述PC終端電連接。

基礎技術方案的原理：儲水桶內盛裝儲存有模擬血液流動的液體，蠕動泵啟動使得儲水桶內溶液的進入導水管，且導水管內溶液的流量與人體心臟輸出血液的流量相關，伸縮電機工作周期性的按壓心臟搏動模擬腔模擬心臟搏動，第一壓力傳感器檢測心臟搏動模擬腔流出液體的壓力，接著溶液經順應性模擬管進入心血管主干動脈模型，心血管主干動脈模型內的溶液分別進入左髂動脈、右髂動脈和其他動脈模擬管內，第二壓力傳感器和電磁流量計分別檢測左髂動脈和右髂動脈液體的壓力和流量，通過調節左右髂動脈處的高精度流量截止閥來模擬不同程度的截肢，數據采集系統用于采集左髂動脈、右髂動脈和其他動脈模擬管的血流動力學參數，PC終端用于顯示液體參數與近生理波形，從數據采集系統流出的溶液流回儲水桶內。