一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種模擬器，尤其涉及一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 模擬循環(huán)系統(tǒng)是一套模擬人體血液循環(huán)的裝置，提供各種心血管人工器官性能和 生理相容性的體外評價(jià)平臺，包括心室輔助裝置或人工機(jī)械瓣膜的測試。目前，在模擬循環(huán) 系統(tǒng)中獲得的體外測試結(jié)果已經(jīng)和動物實(shí)驗(yàn)共同成為心血管人工器官取得臨床許可前的 重要依據(jù)。模擬循環(huán)系統(tǒng)包括模擬心室栗血功能的心室模擬器以及模擬血管彈性和阻力 的元件。通過調(diào)整心室模擬器的心率、收縮期舒張期比值、心搏量、血管元件的順應(yīng)性以及 阻力，可以獲得各種生理狀態(tài)下的心輸出量、心室壓、動靜脈壓以及其他重要血流動力學(xué)參 數(shù)。
[0003]目前國內(nèi)開發(fā)的模擬循環(huán)系統(tǒng)中所使用的心室模擬器，無法模擬支配心肌收縮舒 張的Frank-Starling機(jī)制。實(shí)現(xiàn)心室的Frank-Starling機(jī)制包含兩個(gè)重要的技術(shù)，一是 實(shí)現(xiàn)心室在舒張期的被動填充，二是根據(jù)心室被動充盈的量產(chǎn)生對應(yīng)的心搏量。黃歡（模 擬循環(huán)系統(tǒng)中的主動脈流間接測量[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2012, 07期（7):1138-1141) 設(shè)計(jì)的模擬循環(huán)系統(tǒng)，如圖1所示，左心室是通過氣動系統(tǒng)主動控制心室的收縮或舒張，沒 有實(shí)現(xiàn)生理學(xué)的心室被動填充，也就是心室被動舒張，模擬心室被動填充無法準(zhǔn)確模擬，雖 然滿足了心室栗血的收縮功能，但是這種模擬循環(huán)系統(tǒng)不能真實(shí)的模擬人體在心血管器官 介入后的生理響應(yīng)。
[0004] 國外開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)Frank-Starling機(jī)制的心室模擬器采用氣驅(qū)動的硅膠心室， 驅(qū)動系統(tǒng)的體積大，而且難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)迅速的動作控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模 擬器。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞 式心室模擬器，包括心室、活塞、驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述心室的下端設(shè)置有進(jìn)液口和出液口，所述活 塞與所述心室內(nèi)壁間隙配合，所述活塞與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述活塞 向下直線運(yùn)動。
[0007] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器進(jìn)一 步包括還設(shè)置有衡力彈簧，所述衡力彈簧通過連接件與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接。
[0008] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器進(jìn)一 步包括所述衡力彈簧為磁力彈簧。
[0009] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器進(jìn)一 步包括所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為直線電機(jī)，所述直線電機(jī)的動子與所述活塞連接。
[0010] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器進(jìn)一 步包括所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為滾珠絲桿電機(jī)，所述滾珠絲桿電機(jī)的滾珠絲桿與所述活塞連接。
[0011] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器進(jìn)一 步包括所述動子與所述活塞螺紋連接。
[0012] 本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器進(jìn)一 步包括所述活塞的材質(zhì)為有機(jī)玻璃或鋁。
[0013] 本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷，本發(fā)明的活塞式心室模擬器具有加工容 易、驅(qū)動方式簡單且精確等優(yōu)勢，而且在實(shí)現(xiàn)體外測試系統(tǒng)小型化、模組化上有很大的優(yōu) 勢，且衡力彈簧的設(shè)置，消除對活塞往上直線運(yùn)動的影響，實(shí)現(xiàn)心室的被動舒張，實(shí)現(xiàn)心室 被動填充的準(zhǔn)確模擬。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0015] 圖1是現(xiàn)有體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一的動子與活塞、衡力彈簧連接的立體圖；
[0018] 圖4是圖3的主視圖；
[0019] 圖5是圖3的左視圖；
[0020] 圖6是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一的連接件的立體圖；
[0021] 圖7是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一的活塞與心室的間隙配合結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖8是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖9是模擬Frank-Starling機(jī)制的控制流程圖；
[0024] 圖10是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意 圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0026] 實(shí)施例一
[0027] 如圖2所示，一種用于體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的活塞式心室模擬器，包括心室2、活塞 4、驅(qū)動機(jī)構(gòu)，心室2的下端設(shè)置有進(jìn)液口 6和出液口 8,活塞4與心室2內(nèi)壁間隙配合，活 塞4與驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動活塞4向下直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)心室2的主動收縮，當(dāng)驅(qū)動 機(jī)構(gòu)的驅(qū)動力消失時(shí)，由于活塞4與心室2內(nèi)壁間隙配合，通過模擬循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部力，也就 是模擬循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)液體的循環(huán)流動，進(jìn)液口 6和出液口 8形成壓力差，帶動活塞4向上直線 運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)心室2的被動舒張，也就是實(shí)現(xiàn)心室2的被動填充。
[0028] 如圖3-圖6所示，還設(shè)置有衡力彈簧10,衡力彈簧10通過連接件12與驅(qū)動機(jī)構(gòu) 連接。優(yōu)選衡力彈簧10為磁力彈簧，磁力彈簧的定磁體安裝在驅(qū)動機(jī)構(gòu)上，動磁體與連接 件12連接。衡力彈簧10并不局限于磁力彈簧，也可以為電磁彈簧或機(jī)械彈簧。優(yōu)選驅(qū)動 機(jī)構(gòu)為直線電機(jī)14,直線電機(jī)14的動子16與活塞4連接。優(yōu)選連接件12包括連接件本體 18、設(shè)于連接件本體18上的第一^^孔20和第二卡孔22,第一^^孔20與連接件本體18的側(cè) 端之間連通有缺口 24,連接件本體18上設(shè)有螺紋孔26,動子16穿過第一^^孔20,通過螺絲 28旋入連接件本體18上的螺紋孔26將動子16鎖緊在連接件本體18上，衡力彈簧10卡入 第二卡孔22。優(yōu)選動子16與活塞4螺紋連接。通過衡力彈簧10的設(shè)置將動子16、活塞4 和連接件12的重力平衡掉，消除對活塞4往上直線運(yùn)動的影響。
[0029] 優(yōu)選活