[發明專利]模擬心臟、模擬心血管系統及模擬心臟的設計方法在審
| 申請號： | 202310242090.4 | 申請日： | 2023-03-14 |
| 公開（公告）號： | CN116153175A | 公開（公告）日： | 2023-05-23 |
| 發明（設計）人： | 張忠立;王燦;林正皓;劉貝貝;劉春光 | 申請（專利權）人： | 上海市計量測試技術研究院 |
| 主分類號： | G09B23/28 | 分類號： | G09B23/28;G09B23/30;G05D7/06;A61B5/021 |
| 代理公司： | 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227 | 代理人： | 王一琦 |
| 地址： | 200040 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 模擬 心臟 心血管 系統 設計 方法 | ||
1.一種模擬心臟，其特征在于：
包括仿血液液體槽(13)、活塞(5)、模擬升主動脈(2)、引流管(1)；
仿血液液體槽(13)與外接外部血源的引流管(1)連接，引流管(1)上設有單向電磁閥一(6)；
仿血液液體槽(13)與模擬升主動脈(2)連接，模擬升主動脈(2)上設有單向電磁閥二(3)；
活塞(5)設于所述仿血液液體槽(13)內，并由動力源驅動可沿所述仿血液液體槽(13)內移動；
活塞(5)通過一個彈性連接器(12)與一滑塊(11)相連接，隨著活塞(5)上下進動，滑塊(11)限制在傾斜滑軌(9)上滑動，滑塊的位移大小由一位移傳感器(10)監控與確認，傾斜滑軌(9)與活塞垂線之間的傾角為α。
2.如權利要求1所述的模擬心臟，其特征在于：所述動力源為與活塞(5)連接的步進電機(4)。
3.一種模擬心血管系統，其特征在于：
包括權利要求1或2中所述的模擬心臟，還包括
恒溫血液箱(7)、提升泵(8)、血液存儲器；
所述提升泵(8)將血液存儲器中的血液提升至恒溫血液箱(7)中，恒溫血液箱(7)空間高度位于仿血液液體槽(13)上方，并通過所述引流管(1)與仿血液液體槽(13)上部連通。
4.如權利要求3所述的模擬心血管系統，其特征在于：所述模擬升主動脈(2)與所述仿血液液體槽(13)上部連通。
5.如權利要求3所述的模擬心血管系統，其特征在于：所述血液存儲器為一上方敞口的槽體。
6.一種模擬心臟的設計方法，其特征在于：
模擬心臟為權利要求1或2中所述的模擬心臟；
心臟每搏出量V＝A0×L，其中A0為活塞缸底面積，L為活塞的進程距離，活塞(5)的活塞桿通過一個彈性連接器(12)與一滑塊(11)相連接；
隨著活塞桿上下進動，滑塊(11)限制在傾斜滑軌(9)上滑動，滑塊的位移大小由一位移傳感器(10)監控與確認；活塞桿在垂直方向上的進程距離L為：
L＝S×sin(α)?(1)
其中，α為傾斜滑軌(9)與水平線的傾角，S為滑塊(11)在滑軌上的滑移距離；
模擬心臟由工控機程序控制，當活塞桿上行時，由升主動脈(2)射出的血流量按照正弦規律進行設計；當活塞桿下行時，血流量為零；
其中q(t)為隨時間t變化的血流量，q0為程序設定的常數，Ts為心臟收縮期，T為心臟心動周期；
根據選定形狀尺寸的活塞(5)以及確定的角度α，確定活塞桿在垂直方向上的進程距離L與q(t)之間的一一對應關系；
與此同時，根據模擬人體心臟每搏出體積量、行動周期、心臟收縮期在不同情況下可能的參數進行排列組合，反向推導從而設定各種不同的q0值作為模擬心臟程序中可設定的不同常數。
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