专利名称：人造血管顺应性仿真测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明属于柔性材料测试仪器领域，它涉及一种人造血管顺应性仿真测试装 置及其测试方法。
背景技术：
人体动脉具有粘弹特性，这在心血管的功能中起着重要的作用，心脏收縮时， 血管充盈，管壁将膨胀，这种膨胀性起到重要的稳定血液的作用。人造血管的顺 应性是指人造血管对管道内部应力的形变响应性。顺应性在移植并发症中扮演重 要角色，尤其在吻合处。随着体内移植时间的增加，植入血管随着纤维组织的增 生，顺应性降低至原始值的1/3。顺应性损失将会使内腔出现血栓的概率加大，使 新内腔变厚，而在血管末端形成动脉硬化。因此，顺应性的测量与匹配是人造血 管生物动力学性能中的一个重要问题。
本发明人已申请的申请号为20077443812.4发明名称为《纺织型人造血管疲劳 性能仿生测试装置及其测试方法》的中国专利中有两个装置与本专利有关。如图1 所示的包括由放置在工作台上的储液箱1A、水1B'、置于储液箱内部的温控加热 棒1C、温度计1E组成的温控加热装置1;以及图2所示的由放置在工作台上的基 础板31'、安装在基础板31'底面的橡皮脚32、垂直放置于基础板31'上面的带 孔试样安装板33、串联带孔试样安装板33的导轨34、与带孔试样安装板33相连 且其左端与导流硅胶管5套连(图上未画)其右端又与弹性橡胶管36套连的T型 带孔铜棒35、一端与T型带孔铜棒35右端套连另一端又与右侧相邻带孔试样安装 板33上的另一个T型带孔铜棒35左端套连的弹性橡胶管36组成的人造血管试样 夹持装置3。
经国内外专利文献检索，专利号为USP4972721的一项美国专利中介绍了一种 测试人造血管顺应性的仪器，但是这种仪器未能全真地模拟如人体环境温度、血 管内部脉冲压力等真实条件下其顺应性的变化情况，因此目前尚未找到适用于全
真模拟人体环境下进行人造血管顺应性测试的装置及其测试方法。为此我们按照 人造血管国际标准中IS07198 — 1997的顺应性测试指标的要求构思了本发明的人 造血管顺应性仿真测试装置并提供了相应的测试方法。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明根据用于人体不同部位的人造血管，其内部所 承受的不同脉冲压力状况，提供了一种全真模拟人体内部环境条件下的人造血管 顺应性仿真测试装置及其测试方法。
本发明解决技术问题的技术方案如下 一种人造血管顺应性仿真测试装置，它包括温控加热装置l、全真模拟人体动
脉脉冲压力波形产生装置2、人造血管试样夹持装置3、导流硅胶管5、导线6、 装有处理和转换信号软件的计算机7、显示器8、打印机9,其特征在于所述的温 控加热装置1设置了既与温控加热棒1C相连又与装有处理和转换信号软件的计算 机7相连的温控调节装置1D、所述的人造血管试样夹持装置3设置了放置在工作 台上的长方体储水箱31，又设置了左端与T形带孔铜棒35套连右端与弹性橡胶管 36套连且上端又与压力传感器38相连的三通试样夹持棒37，并设有与三通试样 夹持棒37相连的压力传感器38,它还包括通过导线6与装有处理和转换信号软件 的计算机7相连的激光测径仪4。
所述的人造血管顺应性仿真测试装置的测试方法，其特征在于该测试方法是 通过如下步骤实现的接通电源，打开装有处理和转换信号软件的计算机7;在温控加热装置1的储液箱1A中加入其容积2/3的模拟血液1B，而后检
査整个测试系统，保证该系统可循环流动，且不发生泄漏现象，以免测试中途 调整时增加测试误差；选择人造血管试样A，其内径范围为3—40mm，长度范围为3—40cm，壁 厚范围为0.15—1.5mm，数量为3个，根据人造血管试样A的内径和长度选择
相匹配的弹性橡胶管36，根据弹性橡胶管36的内径选择外径与之相匹配的三 通试样夹持棒37,接着将人造血管试样A套在弹性橡胶管36上，而后将套有 人造血管试样A的弹性橡胶管36的左端紧套在带压力传感器38的三通试样 夹持棒37的右端，接着将人造血管试样A和弹性橡胶管36的右端紧套在相 邻的另一个三通试样夹持棒37的左端，同时通过调节两个带孔试样安装板33 之间的距离使人造血管试样A伸直并将两个带孔试样安装板33固定，同时根 据此人造血管试样A在人体的使用部位选用医学上已知的此部位人体动脉脉 冲压力波形并将之导入装有处理和转换信号软件的计算机7，然后在长方体储 水箱31中加入占其容积2/3的水39;调整激光测径仪4的高度，使激光发射装置41发出的激光束43对准人造 血管试样A，并由激光接收装置42接收；将温控加热棒1C的控制温度调整到37'C并打开温控加热棒1C的电源开关 开始加热，利用温控调节装置1D始终保证模拟血液1B的温度是37°C; [6]打开全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2，使模拟血液IB从温控加 热装置1中流出形成模拟人体动脉脉冲压力波形的稳定连续脉动流，流经弹性 橡胶管36，由激光测径仪4实时测量人造血管试样A的外径变化并将数据实 时传输给装有处理和转换信号软件的计算机7;待温控加热装置1中的模拟血液IB在人造血管顺应性仿真测试装置中流 动稳定后开始计时，通过压力传感器38、激光测径仪4分别测得的人造血管 试样A在脉冲压力条件下的脉冲压力波形图和外径变化曲线图由装有处理和 转换信号软件的计算机7自动记录下来，待人造血管顺应性仿真测试装置运转 10分钟后关闭全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2,装有处理和转换信 号软件的计算机7对分别测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A的外径变 化进行分析，由人造血管试样A的外径变化和已知的人造血管试样A的壁厚 经装有处理和转换信号软件的计算机7处理可得到人造血管试样A的内径变
化曲线图，对第一个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和 其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内的最小脉冲压力尸u单位
mmHg、最大脉冲压力7^单位mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样A的内 径Du单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径Z^单位mm，按人造 血管试样A的顺应性值计算公式求出第一个人造血管试样A的顺应性值q单 位。/。/100mmHg，按照同样的方法，对所测第二个人造血管试样A随机抽取其 中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内的 最小脉冲压力P12单位mmHg、最大脉冲压力户22单位mmHg、最小脉冲压力时 人造血管试样A的内径2)12单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径 /)22单位mm，按人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试
样A的顺应性值q单位。/。/100mmHg，对所测第三个人造血管试样A随机抽取
其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内 的最小脉冲压力户13单位mmHg、最大脉冲压力户23单位mmHg、最小脉冲压力
时人造血管试样A的内径D13单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内
径/)23单位mm，按人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第三个人造血管
试样A的顺应性值C3单位。/。/100mmHg,取三个人造血管试样A的顺应性平均
值，即为此人造血管试样A的顺应性平均值5 人造血管试样A的顺应性平均值5计算公式
<formula>formula see original document page 9</formula>
将上述三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医 学上已知的人体动脉脉冲压力波形图显示在显示器8上，并与人造血管试样A 的顺应性平均值5—道通过打印机9打印出来；通过对上述方法得出的人造血管试样A的顺应性平均值5数据与用于医院 临床的人造血管其顺应性数值应大于0.1%/100mmHg进行比较，从而确定该测 试的人造血管试样A的顺应性平均值5是否满足于医院临床应用。
与现有技术相比本发明的优点是-
1、 对被测试人造血管的周边环境温度进行了仿真配置；
2、 被测试人造血管内腔流经的液体是模拟血液，而非蒸馏水或其他液体；
3、 在人造血管顺应性测试方法中，选择人体内部相对应的脉冲压力波形进行 全仿真测试；
4、 在采用不同生物材料的人造血管时，对用于人体不同部位的人造血管顺应 性进行仿真测试。
图1为现有纺织型人造血管疲劳性能仿真测试装置中的温控加热装置结构示
意图
图1中，1—温控加热装置，1A—储液箱，1B'—水，1C一温控加热棒，1E 一温度计
图2为现有纺织型人造血管疲劳性能仿真测试装置中的试样安装架结构示意
图
图2中，3—人造血管试样夹持装置，31' —基础板，32—橡皮脚，33 —带孔 试样安装板，34_导轨，35—T带孔铜棒，36—弹性橡胶管，A—人造血管试样 图3为本发明的人造血管顺应性仿真测试装置示意图
图3中，l一温控加热装置，2—全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置，3 一人造血管试样夹持装置，4一激光测径仪，5 —导流硅胶管，6—导线，7—装有
处理和转换信号软件的计算机，8 —显示器，9一打印机
图4为本发明的人造血管顺应性仿真测试装置的温控加热装置结构示意图 图4中，l一温控加热装置，1A—储液箱，1B—模拟血液，1C一温控加热棒，
1D—温控调节装置
图5为本发明的人造血管顺应性仿真测试装置的人造血管试样夹持装置结构 示意图
图5中，3 —人造血管试样夹持装置，31—长方体储水箱，32—橡皮脚，33 一带孔试样安装板，34—导轨，35—T型带孔铜棒，36—弹性橡胶管，37—三通 试样夹持棒，38—压力传感器，39_水，A—人造血管试样
图6为本发明的人造血管顺应性能仿真测试装置的激光测径仪结构示意图
图6中，4一激光测径仪，41一激光发射装置，42 —激光接收装置，43—激光 束，A—人造血管试样
图7为医学上已知的人体右肾动脉脉冲压力波形图
图8为实施例1测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A内径变化曲线图 图8中，8(A) —第一个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图和人造血管试 样A内径变化曲线图，8(B)—第二个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图和人 造血管试样A内径变化曲线图，8(C) —第三个人造血管试样A测得的脉冲压力波 形图和人造血管试样A内径变化曲线图
图9为医学上已知的人体腹主动脉脉冲压力波形图
图10为实施例2测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A内径变化曲线图 图IO中，IO(A)—第一个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图和人造血管 试样A内径变化曲线图，IO(B)—第二个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图和 人造血管试样A内径变化曲线图，10(C) —第三个人造血管试样A测得的脉冲压力 波形图和人造血管试样A内径变化曲线图
图11为医学上已知的人体升主动脉脉冲压力波形图
图12为实施例3测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A内径变化曲线图 图12中，12(A)—第一个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图和人造血管
试样A内径变化曲线图，12(B)—第二个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图
和人造血管试样A内径变化曲线图，12(C)—第三个人造血管试样A测得的脉冲压
力波形图和人造血管试样A内径变化曲线图
图13为医学上已知的人体右锁骨下动脉脉冲压力波形图
图14为实施例4测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A内径变化曲线图
图14中，14(A)—第一个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图和人造血管
试样A内径变化曲线图，14(B) —第二个人造血管试样A测得的脉冲压力波形图
和人造血管试样A内径变化曲线图，14(C)一第三个人造血管试样A测得的脉冲压
力波形图和人造血管试样A内径变化曲线图
具体实施例方式
如图3、图4、图5、图6所示，本发明的人造血管顺应性仿真测试装置包括 温控加热装置l、全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2、人造血管试样夹持 装置3、激光测径仪4、导流硅胶管5、导线6、装有处理和转换信号软件的计算 机7、显示器8、打印机9。
温控加热装置1由储液箱1A、模拟血液1B、温控加热棒1C以及温控调节装 置1D组成，它通过导流硅胶管5既与全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2 相连又与人造血管试样夹持装置3相连，其储液箱1A用来盛放模拟血液1B，因 为模拟血液比水更接近真实的人体血液，利用温控调节装置1D检查模拟血液1B 的温度是否为37'C，若不是则可通过置于储液箱1A中通过导线6 (图中未画)与 电源相连的温控加热棒1C和温控调节装置1D调节温度使模拟血液1B的温度保 持在37°C;全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2使模拟血液IB从温控加热 装置1中流出形成模拟人体动脉脉冲压力波形的稳定连续脉动流，为人造血管顺 应性仿真测试提供实验条件，全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2在用于
本发明时可共用一个装有处理和转换信号软件的计算机12、显示器13和打印机 14;人造血管试样夹持装置3包括放置在工作台上的长方体储水箱31、充满长方 体储水箱31容积2/3的水39、在长方体储水箱31中加入占其容积2/3的水39是 为了模拟人造血管植入人体后所承受的外部压力以及所处的环境温度，长方体储 水箱31底面安装有呈均匀分布的4个橡皮脚32、垂直放置于长方体储水箱31中 的通过导轨34串联的2块带孔试样安装板33、固定在长方体储水箱31上的圆柱 形导轨34、设置在带孔试样安装板33中心部位一端与导流硅胶管5套连(图上未 画)且另一端与三通试样夹持棒37相连的T型带孔铜棒35、两端分别与两个三通 试样夹持棒37相套连的弹性橡胶管36、左端与T型带孔铜棒35相连上部与压力 传感器38相连且右端与弹性橡胶管36套连的三通试样夹持棒37、与三通试样夹 持棒37相连的压力传感器38，三通试样夹持棒37根据弹性橡胶管36的内径不同 而选择不同型号，弹性橡胶管36根据人造血管试样A的内径和长度进行相匹配， 所测试人造血管试样A的内径范围为3—40mm，长度范围为3—40cm，壁厚范围 为0.15—1.5mm，人造血管试样A套牢在弹性橡胶管36的外面并与之一起套连在 左右两个三通试样夹持棒37上，同时通过调节两个带孔试样安装板33之间的距 离使人造血管试样A伸直并将两个带孔试样安装板33固定，压力传感器38还通 过导线6与装有处理和转换信号软件的计算机7相连(图上未画)，用来实时测试 人造血管试样A的内部脉冲压力并将测得的结果实时传输给装有处理和转换信号 软件的计算机7，人造血管试样夹持装置3通过导流硅胶管5与温控加热装置1、 全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2相连；激光测径仪4包括激光发射装 置41、激光接收装置42，激光发射装置41、激光接收装置42分别安装在人造血 管试样夹持装置3的两侧的工作台上，激光测径仪4通过导线6与装有处理和转 换信号软件的计算机7相连，其产生的激光束43通过人造血管试样A，实时测量 人造血管试样A的外径变化并将测得数据实时传送给装有处理和转换信号软件的 计算机7;导流硅胶管5将整个人造血管顺应性仿真测试装置中模拟血液IB流过
的各部件连接成一个闭合回路；导线6连接整个人造血管顺应性仿真测试装置中 的电路；装有处理和转换信号软件的计算机7通过导线6与激光测径仪4、压力传 感器38、显示器8、打印机9相连；显示器8通过导线6与装有处理和转换信号 软件的计算机7相连；打印机9通过导线6与装有处理和转换信号软件的计算机7 相连。模拟血液1B以连续脉动流的形式从温控加热装置1出发，通过全真模拟人 体动脉脉冲压力波形产生装置2、人造血管试样夹持装置3重新回到温控加热装置 1的储液箱1A中，构成一个循环。人造血管试样A在脉冲压力作用下，其外径的 不断变化通过激光测径仪4测得并通过导线6传输到装有处理和转换信号软件的 计算机7并转换成内径变化曲线图，同时其内部脉冲压力的变化可通过压力传感 器38测得并通过导线6传输到装有处理和转换信号软件的计算机7，装有处理和 转换信号软件的计算机7将得到的数据根据人造血管试样A顺应性计算公式进行 计算便可得到人造血管试样A的顺应性值，需求三个人造血管试样A的顺应性平 均值5，将三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医 学上已知的人体动脉脉冲压力波形图显示在显示器8上，并与人造血管试样A的 顺应性平均值5—道通过打印机9打印出来，最后通过对上述方法得出的人造血 管试样A的顺应性平均值5数据与用于医院临床的人造血管其顺应性数值应大于 0.1%/100mmHg进行比较，从而确定该测试人造血管试样A的顺应性平均值5是 否满足于医院临床应用。
上述全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2上海东华大学有购，导流硅胶 管5购于上海蓝溪电子科技有限公司，激光测径仪4购于上海共久电器有限公司， 模拟血液1B、温控调节装置1D、装有处理和转换信号软件的计算机7、显示器8、 打印机9均为市购。
所述的人造血管顺应性仿真测试装置的测试方法，其特征在于该测试方法是 通过如下步骤实现的接通电源，打开装有处理和转换信号软件的计算机7;在温控加热装置1的储液箱1A中加入其容积2/3的模拟血液IB,而后检 査整个测试系统，保证该系统可循环流动，且不发生泄漏现象，以免测试中途 调整时增加测试误差；选择人造血管试样A，其内径范围为3—40mm，长度范围为3—40cm，壁 厚范围为0.15 — 1.5mm，数量为3个，根据人造血管试样A的内径和长度选择 相匹配的弹性橡胶管36，根据弹性橡胶管36的内径选择外径与之相匹配的三 通试样夹持棒37，接着将人造血管试样A套在弹性橡胶管36上，而后将套有 人造血管试样A的弹性橡胶管36的左端紧套在带压力传感器38的三通试样 夹持棒37的右端，接着将人造血管试样A和弹性橡胶管36的右端紧套在相 邻的另一个三通试样夹持棒37的左端，同时通过调节两个带孔试样安装板33 之间的距离使人造血管试样A伸直并将两个带孔试样安装板33固定，同时根 据此人造血管试样A在人体的使用部位选用医学上已知的此部位人体动脉脉 冲压力波形并将之导入装有处理和转换信号软件的计算机7，然后在长方体储 水箱31中加入占其容积2/3的水39;调整激光测径仪4的高度，使激光发射装置41发出的激光束43对准人造 血管试样A，并由激光接收装置42接收；将温控加热棒1C的控制温度调整到37'C并打开温控加热棒1C的电源开关 开始加热，利用温控调节装置1D始终保证模拟血液1B的温度是37°C; [6]打开全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2，使模拟血液IB从温控加 热装置1中流出形成模拟人体动脉脉冲压力波形的稳定连续脉动流，流经弹性 橡胶管36，由激光测径仪4实时测量人造血管试样A的外径变化并将数据实 时传输给装有处理和转换信号软件的计算机7;待温控加热装置1中的模拟血液IB在人造血管顺应性仿真测试装置中流 动稳定后开始计时，通过压力传感器38、激光测径仪4分别测得的人造血管 试样A在脉冲压力条件下的脉冲压力波形图和外径变化曲线图由装有处理和
转换信号软件的计算机7自动记录下来，待人造血管顺应性仿真测试装置运转 10分钟后关闭全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2，装有处理和转换信 号软件的计算机7对分别测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A的外径变 化迸行分析，由人造血管试样A的外径变化和已知的人造血管试样A的壁厚 经装有处理和转换信号软件的计算机7处理可得到人造血管试样A的内径变 化曲线图，对第一个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和 其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内的最小脉冲压力尸n单位 mmHg、最大脉冲压力尸21单位mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样A的内 径Dn单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径Z^单位mm，按人造 血管试样A的顺应性值计算公式求出第一个人造血管试样A的顺应性值q单 位。/。/100mmHg，按照同样的方法，对所测第二个人造血管试样A随机抽取其
中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内的 最小脉冲压力P12单位mmHg、最大脉冲压力P22单位mmHg、最小脉冲压力时 人造血管试样A的内径/)12单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径 Z^单位mm，按人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试
样A的顺应性值C2单位Q/。/100mmHg，对所测第三个人造血管试样A随机抽取
其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化祖线周期，得到这个周期内 的最小脉冲压力户13单位mmHg、最大脉冲压力P23单位mmHg、最小脉冲压力
时人造血管试样A的内径/)13单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内
径Z^单位mm，按人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第三个人造血管
试样A的顺应性值C3单位Q/。/100mmHg，取三个人造血管试样A的顺应性平均
值，即为此人造血管试样A的顺应性平均值5 人造血管试样A的顺应性平均值5计算公式<formula>formula see original document page 17</formula>
将上述三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医 学上已知的人体动脉脉冲压力波形图显示在显示器8上，并与人造血管试样A 的顺应性平均值5—道通过打印机9打印出来；通过对上述方法得出的人造血管试样A的顺应性平均值E数据与用于医 院临床的人造血管其顺应性数值应大于0.1%/100mmHg进行比较，从而确定该测 试的人造血管试样A的顺应性平均值5是否满足于医院临床应用。下面结合实施 例对人造成血管顺应性仿真测试装置的测试方法作进一步描述如下 实施例1
对内径为6mm，长度为6cm，壁厚为1mm的明胶涂层涤纶人造血管进行顺 应性仿真测试，已知此种人造血管适用于人体右肾动脉。
具体测试步骤如下 [1]接通电源，打开装有处理和转换信号软件的计算机7; [2]在温控加热装置1的储液箱1A中加入其容积2/3的模拟血液1B，而后检 査整个测试系统，保证该系统可循环流动，且不发生泄漏现象，以免测试中途 调整时增加测试误差；选择人造血管试样A:内径为6mm，长度为6cm，壁厚为lmm的明胶涂 层涤纶人造血管试样A，数量为3个，根据人造血管试样A的内径和长度选 择外径为6mm内径为5.7mm长度为8cm的弹性橡胶管36，根据弹性橡胶管 36的内径选择外径与之相匹配的三通试样夹持棒37，接着将人造血管试样A 套在弹性橡胶管36上，而后将套有人造血管试样A的弹性橡胶管36的左端
紧套在带压力传感器38的三通试样夹持棒37的右端，接着将人造血管试样A 和弹性橡胶管36的右端紧套在相邻的另一个三通试样夹持棒37的左端，同时 通过调节两个带孔试样安装板33之间的距离使人造血管试样A伸直并将两个 带孔试样安装板33固定，同时根据此人造血管试样A在人体的使用部位为人 体右肾动脉故选用医学上已知的人体右肾动脉脉冲压力波形图如图7所示，并 将之导入装有处理和转换信号软件的计算机7，并由全真模拟人体动脉脉冲压 力波形产生装置2产生，然后在长方体储水箱31中加入占其容积2/3的水39; [4]调整激光测径仪4的高度，使激光发射装置41发出的激光束43对准人造 血管试样A，并由激光接收装置42接收；将温控加热棒1C的控制温度调整到37'C并打开温控加热棒1C的电源开关 开始加热，利用温控调节装置1D始终保证模拟血液1B的温度是37°C; [6]打开全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2，使模拟血液1B从温控加 热装置1中流出形成模拟人体动脉脉冲压力波形的稳定连续脉动流，流经弹性 橡胶管36，由激光测径仪4实时测量人造血管试样A的外径变化并将数据实 时传输给装有处理和转换信号软件的计算机7;待温控加热装置1中的模拟血液1B在人造血管顺应性仿真测试装置中流 动稳定后开始计时，通过压力传感器38、激光测径仪4分别测得的人造血管 试样A在脉冲压力条件下的脉冲压力波形图和外径变化曲线图由装有处理和 转换信号软件的计算机7自动记录下来，待人造血管顺应性仿真测试装置运转 10分钟后关闭全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置2，装有处理和转换信 号软件的计算机7对分别测得的脉冲压力波形图和人造血管试样A的外径变 化进行分析，由人造血管试样A的外径变化和己知的人造血管试样A的壁厚 经装有处理和转换信号软件的计算机7处理可得到人造血管试样A的内径变 化曲线图，如图8所示，对第一个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压 力波形周期和其所对应的内径变化曲线周期如图8 (A)所示，得到这个周期
内的最小脉冲压力尸n二61mmHg，最大脉冲压力P21 = 101mmHg，最小脉冲压 力时人造血管试样A的内径D,广6.000mm，最大脉冲压力时人造血管试样A 的内径i^,6.022mm，按人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第一个人造 血管试样A的顺应性值q
=(Al-Al)/Alxl04 = (6.022-6扁)/6扁^4^，簡臓
1 尸21-户 101-61
对所测第二个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对 应的内径变化曲线周期如图8 (B)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力尸12 =60mmHg,最大脉冲压力P22=100mmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的 内径￡>12 =6.001 mm,最大脉冲压力时人造血管试样A的内径￡>22=6.023111111，按 人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试样A的顺应性值 C2
=(A2-A2)/A2xl04 = (6.023-譜l)/6遠x^^，簡臓
2 尸22-户12 100-60
对所测第三个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对 应的内径变化曲线周期如图8 (C)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力i^
=60mmHg,最大脉冲压力P23=100mmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的
内径A^6.000mm，最大脉冲压力时人造血管试样A的内径Z^^6.022mm，按
人造血管试样A的顺应性值计算公式求出第三个人造血管试样A顺应性值q
=-D13)/Z)13 xl()4 = (6.022-6扁)/6扁趨4 = Q，腦扁
3 尸23-尸13 100-60
取三次人造血管试样A的顺应性平均值，即为此人造血管试样A的顺应性平 均值5
<formula>formula see original document page 19</formula>固=画麵麵雄
将上述三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医
学上己知的人体右肾动脉脉冲压力波形图如图8 (A)、 8 (B)、 8 (C)、图7 显示在显示器8上，并与人造血管试样A的顺应性平均值5—道通过打印机9 打印出来；通过对上述方法得出的人造血管试样A的顺应性平均值5:0.92。/。/100mm Hg与用于医院临床的人造血管其顺应性数值应大于0.1%/100mmHg进行比 较，从而确定该测试的人造血管试样A的顺应性平均值5满足于医院临床应 用。 实施例2
对内径为23mm，长度为23cm，壁厚为lmm的明胶涂层涤纶人造血管进行 顺应性仿真测试，已知此种人造血管适用于人体腹主动脉处，具体操作步骤同实 施例l，不同之处在于(1)选择人造血管试样A:内径为23mm，长度为23cm， 壁厚为lmm的明胶涂层涤纶人造血管试样A，数量为3个，(2)根据人造血管试 样A的内径和长度选择外径为23mm内径为21.85mm长度为25cm的弹性橡胶管 36，根据弹性橡胶管36的内径选择外径与之相匹配的三通试样夹持棒37， G)根 据此人造血管试样A在人体的使用部位为人体腹主动脉故选用如图9所示的医学 上已知的人体腹主动脉脉冲压力波形根据测得的人造血管试样A的脉冲压力波形图和内径变化曲线如图IO所示， 对第一个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径 变化曲线周期如图10 (A)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力尸u二70mmHg， 最大脉冲压力4 410mmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的内径 A, =23.000mm，最大脉冲压力时人造血管试样A的内径！>21=23.083111111，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第一个人造血管试样A的顺应性值C,
<formula>formula see original document page 20</formula>
对所测第二个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对
应的内径变化曲线周期如图10 (B)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力尸12 = 71mmHg，最大脉冲压力尸22 = 11 lmmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的内径 D12=23.001mm，最大脉冲压力时人造血管试样的内径i^,23.084mm，按人造血管
试样A的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试样A的顺应性值q
=(Z)22 -A2)/A2 xl()4 = (23細-23扁)/23細x^ =,%膽画 尸22_尸12 111-71
对所测第三个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对 应的内径变化曲线周期如图10 (C)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力户13 =
70mmHg、最大脉冲压力A^110mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样A的内径
D13=23.001mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径D2,23.084mm，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第三个人造血管试样A的顺应性值q
=(D23-A3)/A3xl。4 = (2Q.()84-23.001)/2，lxl04 =0扁励扁雄 3尸23_尸13 110-70
取三次顺应性值的平均值，即为此人造血管试样A的顺应性平均值5 5= Cl +，化3 = 0.90 + 0， + 0.90 = 0，,。，o附附雄
将上述三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医 学上已知的人体动脉脉冲压力波形图如图10 (A)、 10 (B)、 10 (C)、图9显示在 显示器8上，并与人造血管试样A的顺应性平均值5—道通过打印机9打印出来；
通过对上述方法得出的人造血管试样A的顺应性平均值5二0.90y。/100mmHg 与用于医院临床的人造血管其顺应性数值应大于0.1%/100mmHg进行比较，从而 确定该测试的人造血管试样A的顺应性平均值5满足于医院临床应用。 实施例3
对内径为33mm，长度为33cm,壁厚为0.8mm的机织涤纶人造血管进行顺应 性仿真测试，已知此种内径的人造血管用于人体升主动脉处，具体操作步骤同实 施例l，不同之处在于(1)选择人造血管试样A:内径为33mm，长度为33cm，
壁厚为0.8mm的机织涤纶人造血管试样A，数量为3个，(2)根据人造血管试样 A的内径和长度选择外径为33mm内径为31.35mm长度为35cm的弹性橡胶管36， 根据弹性橡胶管36的内径选择外径与之相匹配的三通试样夹持棒37， (3)根据此 人造血管试样A在人体的使用部位为人体升主动脉故选用如图11所示的医学上己 知的人体升主动脉脉冲压力波形根据测得的人造血管试样A的脉冲压力波形图和内径变化曲线图如图12所 示，对第一个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的 内径变化曲线周期如图12 (A)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力Pn二 80mmHg，最大脉冲压力尸2^120mmHg,最小脉冲压力时人造血管试样A的内径 A,=33.000mm，最大脉冲压力时人造血管试样A的内径"21=33.108111111，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第一个人造血管试样A的顺应性值q
=(Al - A)/"" xl()4 = —33扁)/33扁x^ =()馬膽画
1 尸21-尸 120-80
对所测第二个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对 应的内径变化曲线周期如图12 (B)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力户12 = 80mmHg，最大脉冲压力P22=120mmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的内径 D12=33.001mm，最大脉冲压力时人造血管试样A的内径￡)22=33.109皿，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试样A的顺应性值q
(D22-D12)/A2xl04 = (33，-扁l),扁lxn匪鳩臓
2 尸22_尸12 120-80
对所测第三个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对 应的内径变化曲线周期如图12 (C)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力尸13 =
81mmHg、最大脉冲压力A^121mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样A的内径
A,33.000mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径Z^^33.108mm，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第三个人造血管试样A的顺应性值G<formula>formula see original document page 23</formula>
取三次顺应性值的平均值，即为此人造血管试样A的顺应性平均值己 <formula>formula see original document page 23</formula>将上述三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医 学上己知的人体动脉脉冲压力波形图如图12 (A)、 12 (B)、 12 (C)、图11显示 在显示器8上，并与人造血管试样A的顺应性平均值5—道通过打印机9打印出 来；
通过对上述方法得出的人造血管试样A的顺应性平均值5二0.82。/。/100mmHg 与用于医院临床的人造血管其顺应性数值应大于0.1%/100mmHg进行比较，从而 确定该测试的人造血管试样A的顺应性平均值5满足于医院临床应用。 实施例4
对内径为10mm，长度为10cm，厚度为0.8mm的机织涤纶人造血管进行顺应 性仿真测试，已知此种内径的人造血管用于人体右锁骨下动脉处，具体操作步骤 同实施例1，不同之处在于(l)选择人造血管试样A:内径为10mm，长度为lOcm， 厚度为0.8mm的机织涤纶人造血管试样A，数量为3个，(2)根据人造血管试样 A的内径和长度选择外径为10mm内径为9.5mm长度为12cm的弹性橡胶管36， 根据弹性橡胶管36的内径选择外径与之相匹配的三通试样夹持棒37， (3)根据此 人造血管试样A在人体的使用部位为人体右锁骨下动脉故选用如图13所示的医学 上已知的人体右锁骨下动脉脉冲压力波形根据测得的人造血管试样A的脉冲压力波形图和内径变化曲线图如图14所 示，对第一个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的 内径变化曲线周期如图14 (A)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力^ = 80mmHg，最大脉冲压力P21=120mmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的内径 A,=10.000mm，最大脉冲压力时人造血管试样A的内径A^10.003mm，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第一个人造血管试样A的顺应性值C，
=(Al-Al)/Alxlo4 =(誦-io丄，….一xl(r ,謹oo臓他
1 尸21_尸 120—80 对所测第二个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对
应的内径变化曲线周期如图14 (B)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力尸12 =
81mmHg，最大脉冲压力P22=121mmHg，最小脉冲压力时人造血管试样A的内径
A,9.999mm，最大脉冲压力时人造血管试样A的内径i^,10.002mm，按人造血
管试样A的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试样A的顺应性值q
=(A2-A2)/A2xl04 ,O扁-K)扁)/訓QOxHG皿腦臓
2 尸22-尸12 121-81
对所测第三个人造血管试样A随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对 应的内径变化曲线周期如图14 (C)所示，得到这个周期内的最小脉冲压力尸13 =
79mmHg、最大脉冲压力尸2^120mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样A的内径
Z)13=10.001 mm、最大脉冲压力时人造血管试样A的内径/)23=10.004mm，按人造
血管试样A的顺应性值计算公式求出第三个人造血管试样A的顺应性值C;
(A「A3)/A3xl04 =(麵-誦l)/誦x^ ,7%顯画雄
3 户23—尸13 120—80 取三次顺应性值的平均值，即为此人造血管试样A的顺应性平均值5
5 ="《=謹+0308+0.07 = 0扁画扁他
将上述三个人造血管试样A的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以及医 学上已知的人体动脉脉冲压力波形图如图14 (A)、 14 (B)、 14 (C)、图13显示 在显示器8上，并与人造血管试样A的顺应性平均值5—道通过打印机9打印出 来；
通过对上述方法得出的人造血管试样A的顺应性平均值5二0.08。/。/100mmHg 与用于医院临床的人造血管其顺应性数值应大于0.1%/100mmHg进行比较，从而
确定该测试的人造血管试样A的顺应性平均值5不满足于医院临床应用。
通过上述实施例可以看出，本发明可以对人造血管的顺应性进行较科学的测 试和评价。
权利要求
1、一种人造血管顺应性仿真测试装置，它包括温控加热装置(1)、全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置(2)、人造血管试样夹持装置(3)、导流硅胶管(5)、导线(6)、装有处理和转换信号软件的计算机(7)、显示器(8)、打印机(9)，其特征在于所述的温控加热装置(1)设置了既与温控加热棒(1C)相连又与装有处理和转换信号软件的计算机(7)相连的温控调节装置(1D)、所述的人造血管试样夹持装置(3)设置了放置在工作台上的长方体储水箱(31)，又设置了左端与T形带孔铜棒(35)套连右端与弹性橡胶管(36)套连且上端又与压力传感器(38)相连的三通试样夹持棒(37)，并设有与三通试样夹持棒(37)相连的压力传感器(38)，它还包括通过导线(6)与装有处理和转换信号软件的计算机(7)相连的激光测径仪(4)。
2、 如权利要求1所述的人造血管顺应性仿真测试装置的测试方法，其特征 在于该测试方法是通过如下步骤实现的[1]接通电源，打开装有处理和转换信号软件的计算机(7);[2]在温控加热装置(1)的储液箱(1A)中加入其容积2/3的模拟血液(1B),而后检査整个测试系统，保证该系统可循环流动，且不发生泄漏现象，以免测试中途调整时增加测试误差；[3]选择人造血管试样(A)，其内径范围为3—40mm，长度范围为3—40cm， 壁厚范围为0.15—1.5mm,数量为3个，根据人造血管试样(A)的内径和 长度选择相匹配的弹性橡胶管(36)，根据弹性橡胶管(36)的内径选择外 径与之相匹配的三通试样夹持棒(37)，接着将人造血管试样(A)套在弹性 橡胶管(36)上，而后将套有人造血管试样(A)的弹性橡胶管(36)的左 端紧套在带压力传感器(38)的三通试样夹持棒(37)的右端，接着将人造 血管试样(A)和弹性橡胶管(36)的右端紧套在相邻的另一个三通试样夹 持棒(37)的左端，同时通过调节两个带孔试样安装板(33)之间的距离使 人造血管试样(A)伸直并将两个带孔试样安装板(33)固定，同时根据此 人造血管试样(A)在人体的使用部位选用医学上已知的此部位人体动脉脉 冲压力波形并将之导入装有处理和转换信号软件的计算机(7)，然后在长方 体储水箱(31)中加入占其容积2/3的水(39); [4]调整激光测径仪(4)的高度，使激光发射装置(41)发出的激光束(43)对准人造血管试样(A)，并由激光接收装置(42)接收；[5]将温控加热棒(1C)的控制温度调整到37'C并打开温控加热棒(1C)的电源开关开始加热，利用温控调节装置(ID)始终保证模拟血液(IB)的温度是37'C;[6]打开全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置(2)，使模拟血液(IB) 从温控加热装置(1)中流出形成模拟人体动脉脉冲压力波形的稳定连续脉 动流，流经弹性橡胶管(36)，由激光测径仪(4)实时测量人造血管试样(A) 的外径变化并将数据实时传输给装有处理和转换信号软件的计算机(7); [7]待温控加热装置(1)中的模拟血液(IB)在人造血管顺应性仿真测试装 置中流动稳定后开始计时，通过压力传感器(38)、激光测径仪(4)分别测 得的人造血管试样(A)在脉冲压力条件下的脉冲压力波形图和外径变化曲 线图由装有处理和转换信号软件的计算机(7)自动记录下来，待人造血管 顺应性仿真测试装置运转10分钟后关闭全真模拟人体动脉脉冲压力波形产 生装置(2)，装有处理和转换信号软件的计算机(7)对分别测得的脉冲压 力波形图和人造血管试样(A)的外径变化进行分析，由人造血管试样(A) 的外径变化和已知的人造血管试样(A)的壁厚经装有处理和转换信号软件 的计算机(7)处理可得到人造血管试样(A)的内径变化曲线图，对第一个 人造血管试样(A)随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内的最小脉冲压力(P )单位mmHg、最大脉 冲压力(i^)单位mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样(A)的内径(A,) 单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样(A)的内径(￡ 21)单位mm，按人 造血管试样(A)的顺应性值计算公式求出第一个人造血管试样(A)的顺 应性值(C。单位o/。/100mmHg,按照同样的方法，对所测第二个人造血管 试样(A)随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化曲线 周期，得到这个周期内的最小脉冲压力(P12)单位mmHg、最大脉冲压力(尸22)单位mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样(A)的内径(A2)单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样(A)的内径(Z^)单位mm，按人造血管试样(A)的顺应性值计算公式求出第二个人造血管试样(A)的顺应性值(C2)单位。/。/100mmHg，对所测第三个人造血管试样(A)随机抽取其中一个脉冲压力波形周期和其所对应的内径变化曲线周期，得到这个周期内的最小脉冲 压力(尸13)单位mmHg、最大脉冲压力(P23)单位mmHg、最小脉冲压力时人造血管试样(A)的内径(Z^)单位mm、最大脉冲压力时人造血管试样(A)的内径(i^)单位mm，按人造血管试样(A)的顺应性值计算公式求出第三个人造血管试样(A)的顺应性值(C3)单位。/。/100mmHg，取三个 人造血管试样(A)的顺应性平均值，即为此人造血管试样(A)的顺应性 平均值(5)人造血管试样(A)的顺应性平均值(5)计算公式(D21-Al)/Alxlo4P 一 P"1 〖11c :P22-D12)/Z)12 ::104 2 P — P"2 J 12 (A3-A3)/A3xl04一 P〖23 化^q+，化3 5单位％/100附附/^将上述三个人造血管试样(A)的脉冲压力波形图和相应内径变化曲线图以 及医学上已知的人体动脉脉冲压力波形图显示在显示器(8)上，并与人造血管试样(A)的顺应性平均值(5) —道通过打印机(9)打印出来；[8]通过对上述方法得出的人造血管试样(A)的顺应性平均值5数据与用 于医院临床的人造血管其顺应性数值应大于0.P/。/100mmHg进行比较，从而 确定该测试的人造血管试样(A)的顺应性平均值(5)是否满足于医院临床应用。
全文摘要
本发明属于医用柔性材料测试仪器领域，它提供了一种人造血管顺应性仿真测试装置及其测试方法，该装置包括温控加热装置、全真模拟人体动脉脉冲压力波形产生装置、人造血管试样夹持装置、激光测径仪、导流硅胶管、导线、装有处理和转换信号软件的计算机、显示器、打印机；通过该装置及其测试方法可以对用于人体不同部位的人造血管顺应性进行仿真测试，它为医学领域临床应用创造了良好的条件。
文档编号G01N3/12GK101393095SQ20081020129
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者辛 丁, 华 姜, 李毓陵, 杜令洋, 璐 王, 王富军 申请人:东华大学