专利名称：一种可调式人体主动脉血管模型装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械的相关技术领域，具体涉及一种压力、温度和循环容量可调式人体主动脉血管模型装置。
背景技术：
随着生活水平的改善，医疗技术的发展，我国人平均寿命明显延长，主动脉退行性病变发病率增多，加之医疗影像技术的提高，主动脉疾病的临床发生率也明显增多，此类疾病的临床治疗需求增加。传统的治疗方法需开胸或开腹行人工血管置换，创伤巨大，高龄及并存病多的主动脉疾病患者常难以耐受，手术相关并发症率和死亡率极高。新开发的主动脉血管腔内修复技术，因无需开胸或开腹，具有创伤小，安全性高，恢复快的特点，得到广泛关注，并得到迅速推广，经过20年的不断革新，主动脉腔内移植物系统已发展为第3代主动脉腔内支架及导入系统，治疗范围也从解剖简单的无分支降主动脉段扩展到解剖复杂的多分支的主动脉弓段。然而，新系统的导入、腔内手术操、器具评估及流体力学研究都急需一种主动脉模型，这种模型的血液循环装置能更真实的模拟人体主动脉和分支压力改变，血液动力学变化，温度改变及循环容量自稳。但是现有血管模型的血液循环装置无法实现这一目的。现有血管模型的形状是根据人体主动脉树结构制作成型，主要结构包括升主动脉，主动脉弓，主动脉弓上3条分支 (头臂干动脉，左颈总动脉，左锁骨下动脉)，降主动脉，腹主动脉，左右髂总动脉(腹主动脉主要分支)；血液循环装置结构主要包括人工心脏，蓄液池(内有控制模拟血液供给和排出的控制主机)；使用时，将人工心脏的升主动脉段与血管模型的升主动脉连接，另一端与蓄液池相连后，再与模型的回心端(指左右髂总动脉与主动脉弓3条分支动脉汇合后的回路部分)连接形成密闭回路，加入模拟血液后，启动人工心脏带动模拟血液在血管模型中循环流动。这种血管模型和循环模拟装置启动后，主动脉及分支动脉内模拟血液的压力，温度及液体容量不会改变，当进行腔内器具实验和检测时，当然也不能模拟实验器具介入动脉系统后引起的压力，温度及容量的改变，以及这些改变对新型腔内器具的影响，更无法进行血液动力学的研究。因而，现有血管模型和血液循环模拟装置不能模拟人体主动脉内血液动力学的变化，更不能满足临床研究与新技术研发的需要。
发明内容
本发明的目的是在现有主动脉模型的基础上，对血液循环装置进行改进，提供一种新型的可调式人体主动脉血管模型装置，其能对主动脉回路中的压力、温度以及循环容量分别进行调节，以实现在主动脉模型内比较真实的模拟人主动脉生理或病理条件下血液循环和血液动力学变化，从而为临床和科研相关研究奠定基础。为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案
一种可调式人体主动脉血管模型装置，包括由升主动脉、主动脉弓、主动脉弓上三条分支、降主动脉、腹主动脉、左右髂总动脉构成的人体主动脉树结构回路，以及由人工心脏、蓄液池构成的血液循环装置，其中，主动脉主回路以及主动脉弓的三条分支头臂干动脉、左颈总动脉、左锁骨下动脉上分别设置有通过调节管径大小以调节回路压力的压力调节器(内置压力表和调节阀)。依照本发明较佳实施例所述的可调式人体主动脉血管模型装置，所述的蓄液池内设置有可调控的液体加温装置。所述的蓄液池内设置有压力门控通道，其根据压力大小控制池内液体与外界进行交换。整个蓄液池结构称为“静脉池”。依照本发明较佳实施例所述的可调式人体主动脉血管模型装置，所述的主动脉主回路上并联有一条血管旁路，其上装有自动调控整个血管模型内压力的压力门控通道。由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术具有如下的优点和积极效果本发明所述的可调式人体主动脉血管模型装置能对主动脉回路中的压力、温度以及循环容量分别进行调节，以实现在主动脉模型内比较真实的模拟人主动脉生理或病理条件下血液循环和血液动力学变化，从而为临床和科研相关研究奠定基础。
图1是本发明可调式人体主动脉血管模型装置的结构示意图；图2是静脉池的结构示意图；图3是压力调节器的结构示意图。附图标记说明图1中1. 1升主动脉1.2主动脉弓1.3降主动脉 1. 4腹主动脉 1. 5头臂干1.6左颈总动脉1.7左锁骨下动脉1.8左右髂总动脉2. 1头臂干压力调节器 2. 2左颈总动脉压力调节器 2. 3左锁骨下动脉压力调节器2. 4总回路压力调节器3并联旁路3.1压力门控通道4静脉池5人工心脏5.1升主动脉端5. 2回心端6总回路模型中的箭头方向为模拟血压流动方向图 2 中4静脉池4.1蓄液池4. 2控温器4. 3压力门控通道4. 4模拟血液补充入口 4. 5血管模型与外界液体交换口 4. 6静脉池入口 4. 7静脉池出口图 3 中2压力调节器A压力表B调节阀门
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。如图1、图2和图3所示的一种可调式人体主动脉血管模型装置，其在传统的主动脉模型的基础上，在主动脉主回路6以及主动脉弓1. 2的三条分支头臂干动脉1. 5、左颈总动脉1. 6、左锁骨下动脉1. 7上分别设置了通过调节管径大小以调节回路压力的压力调节器2. 4,2. 1,2. 2,2. 3(内置压力表和调节阀)；在蓄液池4. 1内设置可调控的液体加温装置 4. 2(即温控器)以及压力门控通道4. 3，可根据压力大小控制池内液体与外界进行交换；在主动脉主回路6上并联有一条血管旁路3，其上装有自动调控整个血管模型内压力的压力门控通道3. 1。当需要进行新系统的导入、腔内手术操、器具评估或流体力学研究等实验前，首先通过静脉池4向主动脉血管模型注入模拟血液，液体量达到循环容量要求(有标记刻度)， 池内阀门关闭，主动脉血管模型成为闭合回路。根据测试或实验要求设定控温器4. 1的温度和压力调节器2，设置转速并启动人工心脏5，泵射出的模拟血液射入升主动脉1. 1，依次流入主动脉弓1. 2，降主动脉1. 3，腹主动脉1. 4，头臂干1. 5，左颈总动脉1. 6，左锁骨下动脉 1. 7和左右髂总动脉1. 8，最后汇合成总回路6，再注入静脉池4，从回心端5. 2注回人工心脏完成循环，这一过程中模型中血液的温度调节通过变温器4. 2实现，而模型内总体压力和容量调控通过压力调控器2. 4，并联旁路3及压力门控通道3. 1，控容器4. 3实现，其原理是一方面当模型整体压力超过预先设定值时，压力门控通道3. 1会自动开启，总回路上的模拟血液会通过跨过并联旁路3分流后汇入静脉池，另一方面如果循环阻力过高(各压力调节器均关闭)，人工心脏运转过快，压力迅速升高，暂时不能通过并联旁路进行缓冲时，会造成循环内容量相对过剩，静脉池内压力门控通道4. 3开启并将循环内过多液体排出血管模型，相反如果循环容量不够，压力无法达到，控容器4. 3也可以直接补充。总之，本发明的主要特征及优点之一就是能比较真实的模拟人体主动脉血液循环过程中压力、温度和循环容量的自调机制，通过设置，可以模拟单分支或多分支狭窄或闭塞的病理情况下，主动脉及各分支内血流及压力分布情况，可以测试不同血液动力学状态下， 腔内移植物释放及受力情况。另一个优点就是在现有血管模型和循环装置上进行改良，新增组件如压力调节器，压力门控通道，温度控制器均可在市场购买，且安装简单方便，适合各种规模的实验室、临床及科研机构使用。本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式
。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
权利要求
1.一种可调式人体主动脉血管模型装置，包括由升主动脉、主动脉弓、主动脉弓上三条分支、降主动脉、腹主动脉、左右髂总动脉构成的人体主动脉树结构回路，以及由人工心脏、 蓄液池构成的血液循环装置，其特征在于主动脉主回路以及主动脉弓的三条分支头臂干动脉、左颈总动脉、左锁骨下动脉上分别设置有通过调节管径大小以调节回路压力的压力调节器。
2.如权利要求1所述的可调式人体主动脉血管模型装置，其特征在于所述的蓄液池内设置有可调控的液体加温装置。
3.如权利要求1或2所述的可调式人体主动脉血管模型装置，其特征在于所述的蓄液池内设置有压力门控通道。
4.如权利要求1或2所述的可调式人体主动脉血管模型装置，其特征在于所述的主动脉主回路上并联有一条血管旁路，所述的血管旁路上设置有压力门控通道。
5.如权利要求3所述的可调式人体主动脉血管模型装置，其特征在于所述的主动脉主回路上并联有一条血管旁路，所述的血管旁路上设置有压力门控通道。
全文摘要
本发明涉及一种可调式人体主动脉血管模型装置；在主动脉主回路以及主动脉弓的三条分支头臂干动脉、左颈总动脉、左锁骨下动脉上分别设置有通过调节管径大小以调节回路压力的压力调节器(内置压力表和调节阀)；在蓄液池内设置可调控的液体加温装置以及压力门控通道，可根据压力大小控制池内液体与外界进行交换；在主动脉主回路上并联有一条血管旁路，其上装有自动调控整个血管模型内压力的压力门控通道。本发明能对主动脉回路中的压力、温度以及循环容量分别进行调节，以实现在主动脉模型内比较真实的模拟人主动脉生理或病理条件下血液循环和血液动力学变化，从而为临床和科研相关研究奠定基础。
文档编号G09B23/28GK102509503SQ201110388879
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者冯睿, 冯翔, 包俊敏, 周建, 景在平, 曲乐丰, 王剑楠, 赵志青, 邓国瑜, 陆清声 申请人:中国人民解放军第二军医大学