專利名稱：一種可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓力、溫度和循環(huán)容量可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的改善，醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)人平均壽命明顯延長(zhǎng)，主動(dòng)脈退行性病變發(fā)病率增多，加之醫(yī)療影像技術(shù)的提高，主動(dòng)脈疾病的臨床發(fā)生率也明顯增多，此類疾病的臨床治療需求增加。傳統(tǒng)的治療方法需開胸或開腹行人工血管置換，創(chuàng)傷巨大，高齡及并存病多的主動(dòng)脈疾病患者常難以耐受，手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥率和死亡率極高。新開發(fā)的主動(dòng)脈血管腔內(nèi)修復(fù)技術(shù)，因無需開胸或開腹，具有創(chuàng)傷小，安全性高，恢復(fù)快的特點(diǎn)，得到廣泛關(guān)注，并得到迅速推廣，經(jīng)過20年的不斷革新，主動(dòng)脈腔內(nèi)移植物系統(tǒng)已發(fā)展為第3代主動(dòng)脈腔內(nèi)支架及導(dǎo)入系統(tǒng)，治療范圍也從解剖簡(jiǎn)單的無分支降主動(dòng)脈段擴(kuò)展到解剖復(fù)雜的多分支的主動(dòng)脈弓段。然而，新系統(tǒng)的導(dǎo)入、腔內(nèi)手術(shù)操、器具評(píng)估及流體力學(xué)研究都急需一種主動(dòng)脈模型，這種模型的血液循環(huán)裝置能更真實(shí)的模擬人體主動(dòng)脈和分支壓力改變，血液動(dòng)力學(xué)變化，溫度改變及循環(huán)容量自穩(wěn)。但是現(xiàn)有血管模型的血液循環(huán)裝置無法實(shí)現(xiàn)這一目的。現(xiàn)有血管模型的形狀是根據(jù)人體主動(dòng)脈樹結(jié)構(gòu)制作成型，主要結(jié)構(gòu)包括升主動(dòng)脈，主動(dòng)脈弓，主動(dòng)脈弓上3條分支 (頭臂干動(dòng)脈，左頸總動(dòng)脈，左鎖骨下動(dòng)脈)，降主動(dòng)脈，腹主動(dòng)脈，左右髂總動(dòng)脈(腹主動(dòng)脈主要分支)；血液循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)主要包括人工心臟，蓄液池(內(nèi)有控制模擬血液供給和排出的控制主機(jī))；使用時(shí)，將人工心臟的升主動(dòng)脈段與血管模型的升主動(dòng)脈連接，另一端與蓄液池相連后，再與模型的回心端(指左右髂總動(dòng)脈與主動(dòng)脈弓3條分支動(dòng)脈匯合后的回路部分)連接形成密閉回路，加入模擬血液后，啟動(dòng)人工心臟帶動(dòng)模擬血液在血管模型中循環(huán)流動(dòng)。這種血管模型和循環(huán)模擬裝置啟動(dòng)后，主動(dòng)脈及分支動(dòng)脈內(nèi)模擬血液的壓力，溫度及液體容量不會(huì)改變，當(dāng)進(jìn)行腔內(nèi)器具實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)時(shí)，當(dāng)然也不能模擬實(shí)驗(yàn)器具介入動(dòng)脈系統(tǒng)后引起的壓力，溫度及容量的改變，以及這些改變對(duì)新型腔內(nèi)器具的影響，更無法進(jìn)行血液動(dòng)力學(xué)的研究。因而，現(xiàn)有血管模型和血液循環(huán)模擬裝置不能模擬人體主動(dòng)脈內(nèi)血液動(dòng)力學(xué)的變化，更不能滿足臨床研究與新技術(shù)研發(fā)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有主動(dòng)脈模型的基礎(chǔ)上，對(duì)血液循環(huán)裝置進(jìn)行改進(jìn)，提供一種新型的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，其能對(duì)主動(dòng)脈回路中的壓力、溫度以及循環(huán)容量分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)在主動(dòng)脈模型內(nèi)比較真實(shí)的模擬人主動(dòng)脈生理或病理?xiàng)l件下血液循環(huán)和血液動(dòng)力學(xué)變化，從而為臨床和科研相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
一種可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，包括由升主動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓、主動(dòng)脈弓上三條分支、降主動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈、左右髂總動(dòng)脈構(gòu)成的人體主動(dòng)脈樹結(jié)構(gòu)回路，以及由人工心臟、蓄液池構(gòu)成的血液循環(huán)裝置，其中，主動(dòng)脈主回路以及主動(dòng)脈弓的三條分支頭臂干動(dòng)脈、左頸總動(dòng)脈、左鎖骨下動(dòng)脈上分別設(shè)置有通過調(diào)節(jié)管徑大小以調(diào)節(jié)回路壓力的壓力調(diào)節(jié)器(內(nèi)置壓力表和調(diào)節(jié)閥)。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，所述的蓄液池內(nèi)設(shè)置有可調(diào)控的液體加溫裝置。所述的蓄液池內(nèi)設(shè)置有壓力門控通道，其根據(jù)壓力大小控制池內(nèi)液體與外界進(jìn)行交換。整個(gè)蓄液池結(jié)構(gòu)稱為“靜脈池”。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，所述的主動(dòng)脈主回路上并聯(lián)有一條血管旁路，其上裝有自動(dòng)調(diào)控整個(gè)血管模型內(nèi)壓力的壓力門控通道。由于采用了以上的技術(shù)特征，使得本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置能對(duì)主動(dòng)脈回路中的壓力、溫度以及循環(huán)容量分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)在主動(dòng)脈模型內(nèi)比較真實(shí)的模擬人主動(dòng)脈生理或病理?xiàng)l件下血液循環(huán)和血液動(dòng)力學(xué)變化，從而為臨床和科研相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是靜脈池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明圖1中1. 1升主動(dòng)脈1.2主動(dòng)脈弓1.3降主動(dòng)脈 1. 4腹主動(dòng)脈 1. 5頭臂干1.6左頸總動(dòng)脈1.7左鎖骨下動(dòng)脈1.8左右髂總動(dòng)脈2. 1頭臂干壓力調(diào)節(jié)器 2. 2左頸總動(dòng)脈壓力調(diào)節(jié)器 2. 3左鎖骨下動(dòng)脈壓力調(diào)節(jié)器2. 4總回路壓力調(diào)節(jié)器3并聯(lián)旁路3.1壓力門控通道4靜脈池5人工心臟5.1升主動(dòng)脈端5. 2回心端6總回路模型中的箭頭方向?yàn)槟M血壓流動(dòng)方向圖 2 中4靜脈池4.1蓄液池4. 2控溫器4. 3壓力門控通道4. 4模擬血液補(bǔ)充入口 4. 5血管模型與外界液體交換口 4. 6靜脈池入口 4. 7靜脈池出口圖 3 中2壓力調(diào)節(jié)器A壓力表B調(diào)節(jié)閥門
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。如圖1、圖2和圖3所示的一種可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，其在傳統(tǒng)的主動(dòng)脈模型的基礎(chǔ)上，在主動(dòng)脈主回路6以及主動(dòng)脈弓1. 2的三條分支頭臂干動(dòng)脈1. 5、左頸總動(dòng)脈1. 6、左鎖骨下動(dòng)脈1. 7上分別設(shè)置了通過調(diào)節(jié)管徑大小以調(diào)節(jié)回路壓力的壓力調(diào)節(jié)器2. 4,2. 1,2. 2,2. 3(內(nèi)置壓力表和調(diào)節(jié)閥)；在蓄液池4. 1內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的液體加溫裝置 4. 2(即溫控器)以及壓力門控通道4. 3，可根據(jù)壓力大小控制池內(nèi)液體與外界進(jìn)行交換；在主動(dòng)脈主回路6上并聯(lián)有一條血管旁路3，其上裝有自動(dòng)調(diào)控整個(gè)血管模型內(nèi)壓力的壓力門控通道3. 1。當(dāng)需要進(jìn)行新系統(tǒng)的導(dǎo)入、腔內(nèi)手術(shù)操、器具評(píng)估或流體力學(xué)研究等實(shí)驗(yàn)前，首先通過靜脈池4向主動(dòng)脈血管模型注入模擬血液，液體量達(dá)到循環(huán)容量要求(有標(biāo)記刻度)， 池內(nèi)閥門關(guān)閉，主動(dòng)脈血管模型成為閉合回路。根據(jù)測(cè)試或?qū)嶒?yàn)要求設(shè)定控溫器4. 1的溫度和壓力調(diào)節(jié)器2，設(shè)置轉(zhuǎn)速并啟動(dòng)人工心臟5，泵射出的模擬血液射入升主動(dòng)脈1. 1，依次流入主動(dòng)脈弓1. 2，降主動(dòng)脈1. 3，腹主動(dòng)脈1. 4，頭臂干1. 5，左頸總動(dòng)脈1. 6，左鎖骨下動(dòng)脈 1. 7和左右髂總動(dòng)脈1. 8，最后匯合成總回路6，再注入靜脈池4，從回心端5. 2注回人工心臟完成循環(huán)，這一過程中模型中血液的溫度調(diào)節(jié)通過變溫器4. 2實(shí)現(xiàn)，而模型內(nèi)總體壓力和容量調(diào)控通過壓力調(diào)控器2. 4，并聯(lián)旁路3及壓力門控通道3. 1，控容器4. 3實(shí)現(xiàn)，其原理是一方面當(dāng)模型整體壓力超過預(yù)先設(shè)定值時(shí)，壓力門控通道3. 1會(huì)自動(dòng)開啟，總回路上的模擬血液會(huì)通過跨過并聯(lián)旁路3分流后匯入靜脈池，另一方面如果循環(huán)阻力過高(各壓力調(diào)節(jié)器均關(guān)閉)，人工心臟運(yùn)轉(zhuǎn)過快，壓力迅速升高，暫時(shí)不能通過并聯(lián)旁路進(jìn)行緩沖時(shí)，會(huì)造成循環(huán)內(nèi)容量相對(duì)過剩，靜脈池內(nèi)壓力門控通道4. 3開啟并將循環(huán)內(nèi)過多液體排出血管模型，相反如果循環(huán)容量不夠，壓力無法達(dá)到，控容器4. 3也可以直接補(bǔ)充?？傊景l(fā)明的主要特征及優(yōu)點(diǎn)之一就是能比較真實(shí)的模擬人體主動(dòng)脈血液循環(huán)過程中壓力、溫度和循環(huán)容量的自調(diào)機(jī)制，通過設(shè)置，可以模擬單分支或多分支狹窄或閉塞的病理情況下，主動(dòng)脈及各分支內(nèi)血流及壓力分布情況，可以測(cè)試不同血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)下， 腔內(nèi)移植物釋放及受力情況。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是在現(xiàn)有血管模型和循環(huán)裝置上進(jìn)行改良，新增組件如壓力調(diào)節(jié)器，壓力門控通道，溫度控制器均可在市場(chǎng)購買，且安裝簡(jiǎn)單方便，適合各種規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室、臨床及科研機(jī)構(gòu)使用。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式
。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，包括由升主動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓、主動(dòng)脈弓上三條分支、降主動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈、左右髂總動(dòng)脈構(gòu)成的人體主動(dòng)脈樹結(jié)構(gòu)回路，以及由人工心臟、 蓄液池構(gòu)成的血液循環(huán)裝置，其特征在于主動(dòng)脈主回路以及主動(dòng)脈弓的三條分支頭臂干動(dòng)脈、左頸總動(dòng)脈、左鎖骨下動(dòng)脈上分別設(shè)置有通過調(diào)節(jié)管徑大小以調(diào)節(jié)回路壓力的壓力調(diào)節(jié)器。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，其特征在于所述的蓄液池內(nèi)設(shè)置有可調(diào)控的液體加溫裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，其特征在于所述的蓄液池內(nèi)設(shè)置有壓力門控通道。
4.如權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，其特征在于所述的主動(dòng)脈主回路上并聯(lián)有一條血管旁路，所述的血管旁路上設(shè)置有壓力門控通道。
5.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置，其特征在于所述的主動(dòng)脈主回路上并聯(lián)有一條血管旁路，所述的血管旁路上設(shè)置有壓力門控通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調(diào)式人體主動(dòng)脈血管模型裝置；在主動(dòng)脈主回路以及主動(dòng)脈弓的三條分支頭臂干動(dòng)脈、左頸總動(dòng)脈、左鎖骨下動(dòng)脈上分別設(shè)置有通過調(diào)節(jié)管徑大小以調(diào)節(jié)回路壓力的壓力調(diào)節(jié)器(內(nèi)置壓力表和調(diào)節(jié)閥)；在蓄液池內(nèi)設(shè)置可調(diào)控的液體加溫裝置以及壓力門控通道，可根據(jù)壓力大小控制池內(nèi)液體與外界進(jìn)行交換；在主動(dòng)脈主回路上并聯(lián)有一條血管旁路，其上裝有自動(dòng)調(diào)控整個(gè)血管模型內(nèi)壓力的壓力門控通道。本發(fā)明能對(duì)主動(dòng)脈回路中的壓力、溫度以及循環(huán)容量分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)在主動(dòng)脈模型內(nèi)比較真實(shí)的模擬人主動(dòng)脈生理或病理?xiàng)l件下血液循環(huán)和血液動(dòng)力學(xué)變化，從而為臨床和科研相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G09B23/28GK102509503SQ201110388879
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者馮睿, 馮翔, 包俊敏, 周建, 景在平, 曲樂豐, 王劍楠, 趙志青, 鄧國(guó)瑜, 陸清聲 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)