專利名稱：一種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種醫(yī)療器械的力學(xué)性能的測試設(shè)備，具體來說，涉及ー種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的提高和生 活方式的改變，冠心病的發(fā)病率也逐年上升，已經(jīng)成為危及人類生命健康安全的主要疾病之一。目前治療冠心病的方法比較多，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)，越來越受到人們的重視。作為血管支架術(shù)的重要部件，血管支架的性能無疑是影響血管支架手術(shù)臨床效果的關(guān)鍵因素之一。擁有良好性能的血管支架能使血管支架的輸送變得快捷方便，減小植入過程中對血管壁的損傷，并將血管支架對血管壁的長期刺激作用降到最小。臨床上與手術(shù)的成功率相關(guān)的血管支架性能主要包括傳送性(deliverability)、柔順性(flexibility)和福射張カ(radial strenth,相當(dāng)于徑向支撐力)，前兩者決定了血管支架通過病變的能力，尤其是扭曲病變；后者用于表示防止血管壁弾性回縮的血管支架性能，福射張カ較好的血管支架適合開口和硬病變。另外，在選擇性血管病變中，DS (directingstenting，直接血管支架置入木)在治療中的失敗率平均為6 % (平均失敗率范圍3% 14%)，這就表明在血管支架置入失敗時(shí)，撤出血管支架是ー個(gè)至關(guān)重要的決定，在此過程中可能會出現(xiàn)血管支架滑脫于循環(huán)系統(tǒng)，造成嚴(yán)重的并發(fā)癥。因此，在血管支架被批準(zhǔn)使用之前，對其進(jìn)行的移除カ測試也顯得格外重要。但通過總結(jié)目前血管支架性能測試的研究可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)學(xué)者對于支架性能測試的研究很少，而對相關(guān)測試裝置的研究就更是鳳毛麟角，而國外的學(xué)者雖然做過ー些研究，但也存在ー些問題，如測試裝置的単一，現(xiàn)有測試裝置大都處于實(shí)驗(yàn)研究階段，而且測試指標(biāo)單一，通常只能對支架的某ー項(xiàng)性能進(jìn)行測試，適用范圍窄。又如對于抗擠壓性能的測試，目前的研究人員一般采用激光對支架的直徑進(jìn)行測量，這樣就無法觀察支架在擠壓過程中的形態(tài)變化，也無法對支架的失效形式作深入的分析。另外有些研究人員雖然考慮到了這一點(diǎn)，采用機(jī)器視覺進(jìn)行測量，卻忽略了支架在擠壓變形過程中，其橫截面通常會呈現(xiàn)橢圓狀，而這往往對實(shí)驗(yàn)結(jié)果會產(chǎn)生較大的影響。另外，移除力作為支架重要的性能指標(biāo)，也是被國家食品藥品監(jiān)瞀管理局、美國食品與藥物管理局(FDA)等部門列入必測的項(xiàng)目之一，但目前關(guān)于其測試的研究卻寥寥無幾。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供ー種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，利用該設(shè)備可以在模擬血管支架體內(nèi)環(huán)境的情況下，測試血管支架的多種力學(xué)性倉^:。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是ー種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，該測試設(shè)備包括依次串接的圖像采集與處理模塊、控制端、數(shù)據(jù)采集模塊、自動加載模塊和抗擠壓性能測試裝置；其中，所述的圖像采集與處理模塊包括攝像機(jī)和圖像采集卡，攝像機(jī)的輸出端和圖像采集卡的輸入端通過數(shù)據(jù)線連接，圖像采集卡插接在控制端的主板上；所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)采集卡和接線盒，數(shù)據(jù)采集卡插接在控制端的主板上，接線盒的接線端子和數(shù)據(jù)采集卡的輸入端通過數(shù)據(jù)線連接；所述的自動加載模塊包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)和直線導(dǎo)軌，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸入端與接線盒通過線纜連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的輸出端與步進(jìn)電機(jī)的輸入端通過線纜連接，步進(jìn)電機(jī)的動カ輸出軸通過聯(lián)軸器與直線導(dǎo)軌中的絲杠連接；所述的抗擠壓性能測試裝置包括刻度管、第一背光源、密封腔、透明軟管、壓カ變送器、水箱、第一三通閥、第二三通閥和醫(yī)用灌注器，醫(yī)用灌注器的推桿與直線導(dǎo)軌的移動平臺上的擋 板相対，醫(yī)用灌注器的出口與第一三通閥的第一個(gè)閥ロ連接，第一三通閥的第二個(gè)閥ロ與第二三通閥的第一個(gè)閥ロ連接，第一三通閥的第三個(gè)閥ロ與水箱的出水ロ連接，第二三通閥的第二個(gè)閥ロ與密封腔的腔體連通，第二三通閥的第三個(gè)閥ロ與壓カ變送器的壓カ接ロ端ロ連接，透明軟管固定在密封腔中，且透明軟管處于水平狀態(tài)，刻度管的底端通過管道與透明軟管的內(nèi)腔連通；第一背光源和攝像機(jī)分別位于密封腔的兩側(cè)，且透明軟管位于第一背光源的照射范圍內(nèi)。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括第三三通閥和擴(kuò)張性能測試裝置，所述的擴(kuò)張性能測試裝置包括第二背光源、第一球囊導(dǎo)管和密閉腔體，第一球囊導(dǎo)管固定于密閉腔體內(nèi)，第二背光源和攝像機(jī)分別位于密閉腔體的兩側(cè)，且第一球囊導(dǎo)管位于第二背光源的照射范圍內(nèi)；所述的第三三通閥位于第二三通閥和密封腔之間，且第二三通閥的第二個(gè)閥ロ與第三三通閥的第一個(gè)閥ロ連接，第三三通閥的第二個(gè)閥ロ與密封腔的腔體連通，第三三通閥的第三個(gè)閥ロ與第一球囊導(dǎo)管連通。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括柔順性測試裝置，該柔順性測試裝置包括鉆夾頭、第一微力傳感器和平移臺，第一微力傳感器固定在直線導(dǎo)軌的移動平臺上，鉆夾頭固定在平移臺的頂面，平移臺位于攝像機(jī)的拍攝范圍內(nèi)。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括移除カ測試裝置，該移除力測試裝置包括第二微力傳感器、墊片和第二球囊導(dǎo)管，微力傳感器固定在直線導(dǎo)軌的移動平臺上，第二球囊導(dǎo)管的內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)絲，并且導(dǎo)絲的兩端位于第二球囊導(dǎo)管外側(cè)，墊片上設(shè)有通孔，第二球囊導(dǎo)管穿插在墊片的通孔中。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括移除カ測試裝置，該移除力測試裝置包括第二微力傳感器、第二球囊導(dǎo)管、膠帶和定位架，第二微力傳感器固定在直線導(dǎo)軌的移動平臺上，第二球囊導(dǎo)管的內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)絲，并且導(dǎo)絲的兩端位于第二球囊導(dǎo)管外側(cè)，血管支架壓握在第二球囊導(dǎo)管的外表面，并且血管支架通過膠帶粘接在定位架上。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括輸送性測試裝置，該輸送性測試裝置包括第三微力傳感器、第三球囊導(dǎo)管、第四微力傳感器、血管模型和固定臺，血管模型中設(shè)有彎曲的通孔，第三微力傳感器固定在直線導(dǎo)軌的移動平臺上，且與血管模型位于同一高度，血管模型和第四微力傳感器分別固定在固定臺上，第四微力傳感器的擋塊與血管模型ー側(cè)的通孔的出口相對，且第四微力傳感器和血管模型處于同一高度；第三球囊導(dǎo)管穿插于血管模型的通孔中。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果I.可以對血管支架進(jìn)行多功能的性能測試。本實(shí)用新型的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備能完成血管支架擴(kuò)張性能、抗擠壓性能、柔順性、輸送性以及移除カ多項(xiàng)性能測試。它對各個(gè)測試模塊進(jìn)行集成和綜合設(shè)計(jì)，并采用模塊化的自動加載裝置以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，便于各個(gè)測試模塊的重復(fù)利用，大大簡化了設(shè)計(jì)任務(wù)，降低了系統(tǒng)出錯(cuò)率，同時(shí)也降低了成本。2.血管支架抗擠壓性能測試更精確。血管支架在擠壓過程中，其橫截面通常為扁平狀，采用機(jī)器視覺或激光測量其直徑，往往有較大的測量誤差，而本實(shí)用新型中利用與薄壁軟管相連的刻度管中液柱高度的變化，計(jì)算血管支架的直徑變化，可以有效的避免這ー點(diǎn)。同時(shí)，支架的植入是為了撐開狹窄血管，而采用體積變化來求取有效直徑，能夠更好地反映支架在維持血流暢通方面的能力。 3.本實(shí)用新型對密封腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，一方面減少了畸變引起的測量誤差，同時(shí)也便于血管支架的安裝與定位。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝配圖。圖2為本實(shí)用新型中的密封腔的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有圖像采集與處理模塊I、攝像機(jī)101、圖像采集卡102、控制端2、數(shù)據(jù)采集模塊3、數(shù)據(jù)采集卡301、接線盒302、自動加載模塊4、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401、步進(jìn)電機(jī)402、直線導(dǎo)軌403、接觸開關(guān)404、抗擠壓性能測試裝置5、刻度管501、第一背光源502、密封腔503、腔體5031、第一端蓋5032、第一固定桿5033、第二固定桿5034、第二端蓋5035、密封圈5036、透明軟管504、壓カ變送器505、水箱506、第一三通閥507、第二三通閥508、醫(yī)用灌注器509、第三三通閥6、擴(kuò)張性能測試裝置7、第二背光源701、第一球囊導(dǎo)管702、密閉腔體703、柔順性測試裝置8、鉆夾頭801、第一微力傳感器802、平移臺803、移除カ測試裝置9、第ニ微力傳感器901、墊片902、第二球囊導(dǎo)管903、膠帶904、定位架905、輸送性測試裝置10、第三微力傳感器1001、第三球囊導(dǎo)管1002、第四微力傳感器1003、血管模型1004。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖I所示，本實(shí)用新型的ー種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，包括依次串接的圖像采集與處理模塊I、控制端2、數(shù)據(jù)采集模塊3、自動加載模塊4和抗擠壓性能測試裝置5。圖像采集與處理模塊I包括攝像機(jī)101和圖像采集卡102。攝像機(jī)101的輸出端和圖像采集卡102的輸入端通過數(shù)據(jù)線連接，圖像采集卡102插接在控制端2的主板上。數(shù)據(jù)采集模塊3包括數(shù)據(jù)采集卡301和接線盒302。數(shù)據(jù)采集卡301插接在控制端2的主板上，接線盒302的接線端子和數(shù)據(jù)采集卡301的輸入端通過數(shù)據(jù)線連接。自動加載模塊4包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401、步進(jìn)電機(jī)402和直線導(dǎo)軌403。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401的輸入端與接線盒302通過線纜連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401的輸出端與步進(jìn)電機(jī)402的輸入端通過線纜連接，步進(jìn)電機(jī)402的動カ輸出軸通過聯(lián)軸器與直線導(dǎo)軌403中的絲杠連接?？箶D壓性能測試裝置5包括刻度管501、第一背光源502、密封腔503、透明軟管504、壓カ變送器505、水箱506、第一三通閥507、第二三通閥508和醫(yī)用灌注器509。透明軟管504的壁厚為O. 08mm-0. 1mm。醫(yī)用灌注器509的推桿與直線導(dǎo)軌403的移動平臺上的擋板相対，醫(yī)用灌注器509的出ロ與第一三通閥507的第一個(gè)閥ロ連接，第一三通閥507的第二個(gè)閥ロ與第二三通閥508的第一個(gè)閥ロ連接，第一三通閥507的第三個(gè)閥ロ與水箱506的出水ロ連接，第二三通閥508的第二個(gè)閥ロ與密封腔503的腔體連通，第二三通閥508的第三個(gè)閥ロ與壓カ變送器505的壓カ接ロ端ロ連接。透明軟管504固定在密封腔503中，且透明軟管504處于水平狀態(tài)。刻度管501的底端通過管道與透明軟管504的內(nèi)腔連通。第一背光源502和攝像機(jī)101分別位于密封腔503的兩側(cè)，且透明軟管504位于第一背光源502的照射范圍內(nèi)。利用上述結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，對血管支架進(jìn)行抗擠壓性能測試。具體過程是先將血管支架利用輸送系統(tǒng)放置在透明軟管504內(nèi)腔的中部，并將其擴(kuò)張 開來，然后將輸送系統(tǒng)撤出，使得透明軟管504的內(nèi)腔與刻度管501連通。在透明軟管504內(nèi)腔中注入適量的無色液體，使刻度管501中的液柱高度超出最低刻度，并記錄此時(shí)液柱高度。調(diào)節(jié)第一三通閥507、第二三通閥508和第三三通閥6，使醫(yī)用灌注器509只與壓カ變送器505及密封腔503的內(nèi)腔相連通。打開攝像機(jī)101及第一背光源502，利用攝像機(jī)101抓取血管支架的圖像，并通過圖像采集卡102，將其傳送至控制端2進(jìn)行處理及顯示。調(diào)節(jié)攝像機(jī)101和第一背光源502，使血管支架的輪廓清晰可見，然后設(shè)定最大壓強(qiáng)值及單步值，并開始加載。控制端通過數(shù)據(jù)采集卡301，經(jīng)接線盒302及線纜，將脈沖等控制信號傳送給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401按照給定的速度及方向驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)402轉(zhuǎn)動，從而帶動直線導(dǎo)軌403移動。直線導(dǎo)軌403通過上面的擋板推動醫(yī)用灌注器509，逐步往密封腔503中加壓，一般最大壓強(qiáng)值設(shè)為2-2. 5bar，單步值通常設(shè)為O. lbar。當(dāng)單次加壓保持和單次卸壓完畢后，圖像采集與處理模塊I將自動獲取此時(shí)血管支架的圖像，并送至控制端2進(jìn)行分析處理，得出此時(shí)血管支架的直徑，同吋，記錄刻度管501中液體的高度，控制端2對其進(jìn)行處理，可計(jì)算得出此時(shí)血管支架的有效直徑。當(dāng)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)血管支架發(fā)生明顯坍塌，可以停止實(shí)驗(yàn)，樣本測試完畢，否則一直等到加載到最大壓力，然后根據(jù)血管支架的直徑變化率與壓カ的關(guān)系，可以得出待測血管支架的抗擠壓性能。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括第三三通閥6和擴(kuò)張性能測試裝置7。擴(kuò)張性能測試裝置7包括第二背光源701、第一球囊導(dǎo)管702和密閉腔體703。第一球囊導(dǎo)管702固定于密閉腔體703內(nèi)，第二背光源701和攝像機(jī)101分別位于密閉腔體703的兩側(cè)，且第一球囊導(dǎo)管702位于第二背光源701的照射范圍內(nèi)。第三三通閥6位于第二三通閥508和密封腔503之間，且第二三通閥508的第二個(gè)閥ロ與第三三通閥6的第一個(gè)閥ロ連接，第三三通閥6的第二個(gè)閥ロ與密封腔503的腔體連通，第三三通閥6的第三個(gè)閥ロ與第一球囊導(dǎo)管702連通。利用上述結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，對血管支架進(jìn)行擴(kuò)張性能測試。具體過程是首先將含有壓握血管支架的第一球囊導(dǎo)管702固定在密閉腔體703中的中間位置，然后調(diào)節(jié)第一三通閥507，第二三通閥508及第三三通閥6，使醫(yī)用灌注器509只與壓カ變送器505以及第一球囊導(dǎo)管702的末端接ロ相連。調(diào)節(jié)攝像機(jī)101與第二背光源701，使血管支架的輪廓清晰可見，然后根據(jù)所測血管支架標(biāo)簽上所示的標(biāo)稱擴(kuò)張壓力，設(shè)定最大加載壓強(qiáng)及單步值。利用自動加載模塊4推動醫(yī)用灌注器509逐步往密閉腔體703中加壓，此時(shí)圖像采集與處理模塊I將自動獲取此時(shí)血管支架的圖像，并送至控制端2進(jìn)行分析處理，得出此時(shí)血管支架的直徑與長度。當(dāng)加載到標(biāo)稱擴(kuò)張壓カ時(shí)，為使血管支架充分膨脹，壓カ保持15-30S，然后再進(jìn)行測量。對第一球囊702進(jìn)行卸壓，IOs后進(jìn)行血管支架直徑及長度的測量。然后控制端2根據(jù)測量結(jié)果，對血管支架的徑向回彈率和軸向短縮率/伸長率進(jìn)行計(jì)算。其中血管支架測量部位的徑向回彈計(jì)算公式如下式中Dinf lated為血管支架在擴(kuò)張的第一球囊導(dǎo)管702 上的外徑，Dfinal為釋放第一球囊導(dǎo)管702后血管支架的外徑。而血管支架的短縮率/伸長率計(jì)算公式為
式中Λ L為血管支架擴(kuò)張前后的長度變化，Lloaded為血管支架未擴(kuò)張時(shí)的長度。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括柔順性測試裝置8。柔順性測試裝置8包括鉆夾頭801、第一微力傳感器802和平移臺803。第一微力傳感器802固定在直線導(dǎo)軌403的移動平臺上，鉆夾頭801固定在平移臺803的頂面，平移臺803位于攝像機(jī)101的拍攝范圍內(nèi)。利用上述結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，對血管支架進(jìn)行柔順性測試。具體過程是首先調(diào)節(jié)第一三通閥507，第二三通閥508及第三三通閥6，使醫(yī)用灌注器509只與水箱506相連通。將血管支架的一端固定在鉆夾頭801上，夾持カ度適中，即ー方面需保證血管支架在測試過程中不會發(fā)生移動，另一方面不會對血管支架造成毀壞。如果待測量的是擴(kuò)張后的血管支架，需要在血管支架被固定的一端塞入一實(shí)心圓柱，以免血管支架在固定時(shí)發(fā)生嚴(yán)重變形。調(diào)節(jié)血管支架夾持端的高度，使血管支架與第一微力傳感器802頂部的撞針位于同一水平面上。然后根據(jù)血管支架的長度，選擇合適的加載長度，再調(diào)節(jié)平移臺803和直線導(dǎo)軌403，使第一微力傳感器802頂部的撞針與血管支架的夾持端位于同一位置，記下此時(shí)平移臺803的刻度，然后調(diào)節(jié)平移臺803，使加載點(diǎn)到血管支架夾持點(diǎn)的距離為指定的加載長度。利用自動加載模塊4將第一微力傳感器802調(diào)至合適位置，即此時(shí)第一微力傳感器802頂部的撞針與血管支架剛好接觸。若需要圖像采集與處理模塊I對血管支架的變形情況進(jìn)行觀察，則調(diào)節(jié)攝像機(jī)101，使圖像清晰可見。然后根據(jù)加載長度，設(shè)定加載速度和加載點(diǎn)的最大位移，并利用自動加載模塊4開始進(jìn)行加載，同時(shí)利用數(shù)據(jù)采集模塊3對加載過程中的推力和位移進(jìn)行采集，達(dá)到最大位移時(shí)停止加載并后撤完成卸載，再重新加載，每個(gè)方向上測量3-5次后，將血管支架繞軸心旋轉(zhuǎn)45度，并重新進(jìn)行測量，直至5個(gè)方向上均完成測量。血管支架的柔順性利用彎曲剛度EI進(jìn)行評價(jià)，且
FlEI =-式中ΕΙ為待測血管支架的彎曲剛度(Nm2)，F(xiàn)為施加在待測血管支架上的載荷(N),即第一微力傳感器802測得的推力，f為加載點(diǎn)的撓度U)，I為加載長度，即加載點(diǎn)到血管支架固定端的距離(m)。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括移除カ測試裝置9。移除力測試裝置9包括第二微力傳感器901、墊片902和第二球囊導(dǎo)管903。第二微力傳感器901固定在直線導(dǎo)軌403的移動平臺上，第二球囊導(dǎo)管903的內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)絲，并且導(dǎo)絲的兩端位于第二球囊導(dǎo)管903外側(cè)，墊片902上設(shè)有通孔，第二球囊導(dǎo)管903穿插在墊片902的通孔中。利用上述結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，對血管支架進(jìn)行導(dǎo)引類移除力測試。具體過程是首先調(diào)節(jié)第一三通閥507，第二三通閥508及第三三通閥6，使醫(yī)用灌注器509只與水箱506相連通。然后將含有壓握血管支架的第二球囊導(dǎo)管903的近端固定在第二微力傳感器901上，設(shè)定固定點(diǎn)與壓握血管支架近端之間的距離。將第二球囊導(dǎo)管903的另一端穿過墊片902組成的圓孔，此時(shí)需保證壓握血管支架的近端超出墊片902，并且在回拉第二球囊導(dǎo)管903時(shí)，墊片902剛好能阻擋壓握血管支架的移動，而不影響第二球囊導(dǎo)管903的移動。利用自動加載模塊4往后拉動第二球囊導(dǎo)管903，同時(shí)記錄此時(shí)的拉カ與位移，其中拉カ由第二微力傳感器901進(jìn)行測量，位移則通過計(jì)算步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401發(fā)出的脈沖數(shù)得到，數(shù)據(jù)采集模塊3自動完成數(shù)據(jù)的采集，并將其傳送至控制端2，完成數(shù)據(jù)的分析與處理。通常移除力的確定分為兩類位移力與脫離力。其中位移力又包括初始位移力、初始峰值カ以及關(guān)鍵位移峰值力，其中初始峰值力與初始位移力經(jīng)常被認(rèn)為是相等的，關(guān)鍵位移峰值カ是指輸送系統(tǒng)在達(dá)到關(guān)鍵位移時(shí)所需要的最大拉力，而脫離カ則是指將血管支架從球囊導(dǎo)管上完全拉出所需要的最大拉力，而這些都可以從位移-拉カ曲線中得到。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括移除カ測試裝置9。移除力測試裝置9包括第二微力傳感器901、第二球囊導(dǎo)管903、膠帶904和定位架905。微力傳感器901固定在直線導(dǎo)軌403的移動平臺上，第二球囊導(dǎo)管903的內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)絲，并且導(dǎo)絲的兩端位于第二球囊導(dǎo)管903外側(cè)，血管支架壓握在第二球 囊導(dǎo)管903的外表面，并且血管支架通過膠帶904粘接在定位架905上。利用上述結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，對血管支架進(jìn)行病變類移除力測試。具體過程是首先調(diào)節(jié)第一三通閥507，第二三通閥508及第三三通閥6，使醫(yī)用灌注器509只與水箱506相連通。然后將含有壓握血管支架的第二球囊導(dǎo)管903的近端固定在第二微力傳感器901上，設(shè)定固定點(diǎn)與壓握血管支架近端之間的距離。將壓握血管支架包裹在膠帶904上下兩層之間，并保證二者在測試過程中不會發(fā)生相對滑動，同時(shí)膠帶904與第二球囊導(dǎo)管903間無接觸，將膠帶904的兩端固定在定位架905上，并保證膠帶904與第二球囊導(dǎo)管903呈90度。利用自動加載模塊4往后拉動第二球囊導(dǎo)管903，同時(shí)記錄此時(shí)的拉カ與位移，其中拉カ由第二微力傳感器901進(jìn)行測量，位移則通過計(jì)算步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器401發(fā)出的脈沖數(shù)得到，數(shù)據(jù)采集模塊3自動完成數(shù)據(jù)的采集，并將其傳送至控制端2，完成數(shù)據(jù)的分析與處理。進(jìn)ー步，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括輸送性測試裝置10。輸送性測試裝置10包括第三微力傳感器1001、第三球囊導(dǎo)管1002、第四微力傳感器1003、血管模型1004和固定臺。血管模型1004中設(shè)有彎曲的通孔，第三微力傳感器1001固定在直線導(dǎo)軌403的移動平臺上，且與血管模型1004位于同一高度，血管模型1004和第四微力傳感器1003分別固定在固定臺上。第四微力傳感器1003的擋塊與血管模型1004 —側(cè)的通孔的出ロ相對，且第四微力傳感器1003和血管模型1004處于同一高度；第三球囊導(dǎo)管1002穿插于血管模型1004的通孔中。利用上述結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，對血管支架進(jìn)行輸送性測試。具體過程是血管支架的輸送性測試分為兩類追蹤性和推送性。測試中的血管模型1004由上下兩塊帶有半圓槽的有機(jī)玻璃板組成，半圓槽的路徑是根據(jù)人體冠狀動脈解剖學(xué)原理設(shè)計(jì)的，同時(shí)在進(jìn)入血管模型之前，有一段Judkins 3. 56F的左冠脈造影導(dǎo)管，用來引導(dǎo)輸送系統(tǒng)。在進(jìn)行追蹤性測試時(shí)，首先根據(jù)要求選擇測試路徑，然后通過導(dǎo)絲的引導(dǎo)，將含有壓握血管支架的第三球囊導(dǎo)管1002的前端通過導(dǎo)引管放入所選擇的模擬路徑中。將第三球囊導(dǎo)管1002的末端通過第三微力傳感器1001固定在直線導(dǎo)軌403的移動平臺上，并通過調(diào)整第三球囊導(dǎo)管1002與第三微力傳感器1001的相對位置，使第三球囊導(dǎo)管1002的頂端位于測試初始點(diǎn)。然后設(shè)定加載速度，通過自動加載模塊4推送第三球囊導(dǎo)管1002沿指定路徑前迸，同時(shí)利用數(shù)據(jù)采集模塊3對第三球囊導(dǎo)管1002的末端推力以及位移進(jìn)行采集，當(dāng)?shù)谌蚰覍?dǎo)管1002到達(dá)指定位置，測試完成，然后將所采集到的推力的加權(quán)平均值作為該輸送系統(tǒng)追蹤性的評價(jià)指標(biāo)，并對推力較大的區(qū)域進(jìn)行分析。在進(jìn)行推送性測試時(shí)，先將第三球囊導(dǎo)管1002的前端穿過血管模型1004的通孔，該通孔僅有一條路徑，沒有岔路，沒有與其他路徑相連。第三球囊導(dǎo)管1002的遠(yuǎn)端與第四微力傳感器1003上實(shí)心擋塊的端面基本齊平。然后將第三球囊導(dǎo)管1002的近端通過第 三微力傳感器1001固定在直線導(dǎo)軌403的移動平臺上，設(shè)定加載速度與最大加載力，利用自動加載模塊4，在第三球囊導(dǎo)管1002的近端施加推力，利用數(shù)據(jù)采集模塊3同時(shí)記錄第三微力傳感器1001和第四微力傳感器1003的推力，直至第三微力傳感器1001達(dá)到預(yù)定值。然后根據(jù)公式P= (Fdist/FPM)X100%得到所測輸送系統(tǒng)的推送性，其中Fdist為傳送到第三球囊導(dǎo)管1002遠(yuǎn)端的推力，即第四微力傳感器1003測得的推力，而Fpm為施加在第三球囊導(dǎo)管1002近端的推力，即第三微力傳感器1001測得的推力。進(jìn)ー步，密封腔503的結(jié)構(gòu)可以是多種，本實(shí)用新型優(yōu)選以下結(jié)構(gòu)如圖2所示，密封腔503包括腔體5031、第一端蓋5032、中部為通孔的第一固定桿5033、中部為盲孔的第ニ固定桿5034和第二端蓋5035。腔體5031的橫截面為方形，第一端蓋5032和第二端蓋5035分別固定在腔體5031的端面，且第一端蓋5032和腔體5031之間，以及第ニ端蓋5035和腔體5031之間均設(shè)有密封圈5036。第一固定桿5033穿插固定在第一端蓋5032上，且第一固定桿5033和第一端蓋5032之間設(shè)有密封圈。第二固定桿5034穿插固定在第二端蓋5035上,且第二固定桿5034和第二端蓋5035之間設(shè)有密封圈。作為一種優(yōu)選，第一固定桿5033和第二固定桿5034均位于腔體5031的軸線上。密封腔503的腔體5031優(yōu)選由有機(jī)玻璃制成。進(jìn)ー步，為加強(qiáng)過載保護(hù)，所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，還包括兩個(gè)接觸開關(guān)404，兩個(gè)接觸開關(guān)404安裝于直線導(dǎo)軌403的兩端。當(dāng)直線導(dǎo)軌403上的移動平臺到達(dá)兩端的極限位置時(shí)，相應(yīng)位置的接觸開關(guān)404將輸出高電平，并通過數(shù)據(jù)采集模塊3傳送至控制端2進(jìn)行處理，移動平臺將自動停止移動，從而實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)功能。
權(quán)利要求1.ー種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，該測試設(shè)備包括依次串接的圖像采集與處理模塊(I)、控制端(2)、數(shù)據(jù)采集模塊(3)、自動加載模塊(4)和抗擠壓性能測試裝置(5);其中， 所述的圖像采集與處理模塊(I)包括攝像機(jī)(101)和圖像采集卡(102)，攝像機(jī)(101)的輸出端和圖像采集卡(102)的輸入端通過數(shù)據(jù)線連接，圖像采集卡(102)插接在控制端(2)的主板上； 所述的數(shù)據(jù)采集模塊(3 )包括數(shù)據(jù)采集卡(301)和接線盒(302 )，數(shù)據(jù)采集卡(301)插接在控制端(2)的主板上，接線盒(302)的接線端子和數(shù)據(jù)采集卡(301)的輸入端通過數(shù)據(jù)線連接； 所述的自動加載模塊(4)包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(401)、步進(jìn)電機(jī)(402)和直線導(dǎo)軌(403)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(401)的輸入端與接線盒(302)通過線纜連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(401)的輸出端與步進(jìn)電機(jī)(402)的輸入端通過線纜連接，步進(jìn)電機(jī)(402)的動カ輸出軸通過聯(lián)軸器與直線導(dǎo)軌(403)中的絲杠連接； 所述的抗擠壓性能測試裝置(5)包括刻度管(501)、第一背光源(502)、密封腔(503)、透明軟管(504)、壓カ變送器(505)、水箱(506)、第一三通閥(507)、第二三通閥(508)和醫(yī)用灌注器(509)，醫(yī)用灌注器(509)的推桿與直線導(dǎo)軌(403)的移動平臺上的擋板相對，醫(yī)用灌注器(509)的出ロ與第一三通閥(507)的第一個(gè)閥ロ連接，第一三通閥(507)的第二個(gè)閥ロ與第二三通閥(508)的第一個(gè)閥ロ連接，第一三通閥(507)的第三個(gè)閥ロ與水箱(506)的出水ロ連接，第二三通閥(508)的第二個(gè)閥ロ與密封腔(503)的腔體連通，第二三通閥(508)的第三個(gè)閥ロ與壓カ變送器(505)的壓カ接ロ端ロ連接，透明軟管(504)固定在密封腔(503)中，且透明軟管(504)處于水平狀態(tài)，刻度管(501)的底端通過管道與透明軟管(504)的內(nèi)腔連通；第一背光源(502)和攝像機(jī)(101)分別位于密封腔(503)的兩側(cè)，且透明軟管(504)位于第一背光源(502)的照射范圍內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求I所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，還包括第三三通閥(6)和擴(kuò)張性能測試裝置(7)， 所述的擴(kuò)張性能測試裝置(7)包括第二背光源(701)、第一球囊導(dǎo)管(702)和密閉腔體(703)，第一球囊導(dǎo)管(702)固定于密閉腔體(703)內(nèi)，第二背光源(701)和攝像機(jī)(101)分別位于密閉腔體(703)的兩側(cè)，且第一球囊導(dǎo)管(702)位于第二背光源(701)的照射范圍內(nèi)； 所述的第三三通閥(6)位于第二三通閥(508)和密封腔(503)之間，且第二三通閥(508)的第二個(gè)閥ロ與第三三通閥(6)的第一個(gè)閥ロ連接，第三三通閥(6)的第二個(gè)閥ロ與密封腔(503)的腔體連通，第三三通閥(6)的第三個(gè)閥ロ與第一球囊導(dǎo)管(702)連通。
3.按照權(quán)利要求I所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，還包括柔順性測試裝置(8)，該柔順性測試裝置(8)包括鉆夾頭(801)、第一微力傳感器(802)和平移臺(803)，第一微力傳感器(802)固定在直線導(dǎo)軌(403)的移動平臺上，鉆夾頭(801)固定在平移臺(803)的頂面，平移臺(803)位于攝像機(jī)(101)的拍攝范圍內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求I所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，還包括移除力測試裝置(9)，該移除カ測試裝置(9)包括第二微力傳感器(901)、墊片(902)和第二球囊導(dǎo)管(903)，微力傳感器(901)固定在直線導(dǎo)軌(403)的移動平臺上，第二球囊導(dǎo)管(903)的內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)絲，并且導(dǎo)絲的兩端位于第二球囊導(dǎo)管(903)外側(cè)，墊片(902)上設(shè)有通孔，第ニ球囊導(dǎo)管(903)穿插在墊片(902)的通孔中。
5.按照權(quán)利要求I所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，還包括移除力測試裝置(9)，該移除カ測試裝置(9)包括第二微力傳感器(901)、第二球囊導(dǎo)管(903)、膠帶(904 )和定位架(905 )，第二微力傳感器(901)固定在直線導(dǎo)軌(403 )的移動平臺上，第二球囊導(dǎo)管(903)的內(nèi)腔中設(shè)有導(dǎo)絲，并 且導(dǎo)絲的兩端位于第二球囊導(dǎo)管(903)外側(cè)，血管支架壓握在第二球囊導(dǎo)管(903)的外表面，并且血管支架通過膠帶(904)粘接在定位架(905)上。
6.按照權(quán)利要求I所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，還包括輸送性測試裝置(10)，該輸送性測試裝置(10)包括第三微力傳感器(1001)、第三球囊導(dǎo)管(1002)、第四微力傳感器(1003)、血管模型(1004)和固定臺，血管模型(1004)中設(shè)有彎曲的通孔，第三微力傳感器(1001)固定在直線導(dǎo)軌(403)的移動平臺上，且與血管模型(1004)位于同一高度，血管模型(1004)和第四微力傳感器(1003)分別固定在固定臺上，第四微力傳感器(1003)的擋塊與血管模型(1004)—側(cè)的通孔的出口相對，且第四微力傳感器(1003)和血管模型(1004)處于同一高度；第三球囊導(dǎo)管(1002)穿插于血管模型(1004)的通孔中。
7.按照權(quán)利要求I所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，所述的密封腔(503)包括腔體(5031)、第一端蓋(5032)、中部為通孔的第一固定桿(5033)、中部為盲孔的第二固定桿(5034)和第二端蓋(5035);腔體(5031)的橫截面為方形，第一端蓋(5032)和第二端蓋(5035)分別固定在腔體(5031)的端面，且第一端蓋(5032)和腔體(5031)之間，以及第ニ端蓋(5035)和腔體(5031)之間均設(shè)有密封圈(5036);第一固定桿(5033)穿插固定在第一端蓋(5032)上,且第一固定桿(5033)和第一端蓋(5032)之間設(shè)有密封圈；第二固定桿(5034)穿插固定在第二端蓋(5035)上,且第二固定桿(5034)和第二端蓋(5035)之間設(shè)有密封圏。
8.按照權(quán)利要求7所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，所述的第一固定桿(5033)和第二固定桿(5034)均位于腔體(5031)的軸線上。
9.按照權(quán)利要求7所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，所述的密封腔(503)的腔體(5031)由有機(jī)玻璃制成。
10.按照權(quán)利要求I至9中任何一項(xiàng)所述的血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，其特征在于，還包括兩個(gè)接觸開關(guān)(404)，兩個(gè)接觸開關(guān)(404)安裝于直線導(dǎo)軌(403)的兩端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備，該測試設(shè)備包括依次串接的圖像采集與處理模塊、控制端、數(shù)據(jù)采集模塊、自動加載模塊和抗擠壓性能測試裝置；該血管支架力學(xué)性能的測試設(shè)備還可以包括擴(kuò)張性能測試裝置、柔順性測試裝置、移除力測試裝置和輸送性測試裝置。該結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備可以對血管支架進(jìn)行多功能的力學(xué)性能測試。
文檔編號G01N3/10GK202614543SQ20122023767
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者倪中華, 李俐軍, 易紅, 程潔, 顧興中 申請人:東南大學(xué)