[发明专利]一种壁冠状动脉周向应力体外模拟系统

权利要求书

1.一种壁冠状动脉周向应力体外模拟系统，其特征在于，该系统包括用以模拟心肌桥压迫对壁冠状动脉内血流、正压力、周向应力、切应力的影响的壁冠状动脉血液循环模拟子系统和用以加载壁冠状动脉血液循环模拟子系统测得的相应的周向应力/应变变化曲线的周向应力体外加载子系统，所述的壁冠状动脉血液循环模拟子系统包括测量模块、模拟血流循环模块和心肌桥模块，所述的模拟血流循环模块与心肌桥模块通过实验段连接，所述的测量模块设置在实验段上，所述的周向应力体外加载子系统包括机械模块、控制模块和电源模块，所述的机械模块包括伺服电机(8)、与伺服电机(8)连接的硅胶片滑动机构，所述的控制模块与伺服电机(8)连接，所述的控制模块与壁冠状动脉血液循环模拟子系统的测量模块连接，所述的电源模块控制整个系统的工作与非工作状态；所述测量模块由实验段入口的压力传感器、温差传感器，实验段两端的压差传感器，以及实验段负载后端的流量传感器组成；

该系统的工作原理为：

利用壁冠状动脉血液循环模拟子系统进行心肌桥压迫对壁冠状动脉内血流、正压力、周向应力、切应力的模拟实验，实验确定的周向应力的变化波形在周向应力加载子系统中进行加载，获取的对应的周向应力/应变变化规律的表达式为：

E＝σ/ε

式中，E为弹性模量，σ为应力，ε为应变；

由上式得到对应的周向应力/应变变化规律，通过上位机输入周向应力/应变变化波形，与单片机ATMEGA328P-PU实现通讯，再由单片机ATMEGA328P-PU发送脉冲给交流伺服驱动器，交流伺服驱动器控制伺服电机(8)转动，实现壁冠状动脉周向应力的体外加载。

2.根据权利要求1所述的一种壁冠状动脉周向应力体外模拟系统，其特征在于，所述的模拟血流循环模块包括调速电机、主轴、心泵、蓄能器和储液槽，所述的调速电机通过主轴为心泵提供动力，通过调整心泵的脉动频率，模拟不同的心率，所述的心泵产生的脉动流经过蓄能器流向实验段和分支中，实验段和分支的后端均连接负载，脉动流经过负载后返回至储液槽中。

3.根据权利要求2所述的一种壁冠状动脉周向应力体外模拟系统，其特征在于，所述的心肌桥模块为一个密闭恒温箱体，该箱体内设有硅胶管、液体流入口、液体流出口和密封腔，液体流入口、液体流出口通过接口与模拟血流循环模块组合，形成一个循环的回路，所述的密封腔内设有所述的实验段，所述的实验段包括模拟壁冠状动脉(2)、设置在模拟壁冠状动脉2的径向两侧的心肌桥压块(1)，用以驱动心肌桥压块(1)按照预设压迫程度沿导轨直线往复运动压迫模拟壁冠状动脉(2)的驱动电机(3)，所述的驱动电机(3)设置在箱体外部。

4.根据权利要求1所述的一种壁冠状动脉周向应力体外模拟系统，其特征在于，所述的硅胶片滑动机构包括底座(10)、硅胶片(14)、硅胶固定架(11)、拉力块(18)、S型拉压力传感器(15)、滚珠丝杆(9)、丝杆固定轴承座(16)、滑块(13)、平行直线导轨(12)和接近开关(17)，所述的底座(10)上固定平行直线导轨(12)和丝杆固定轴承座(16)，所述的滚珠丝杆(9)设于丝杆固定轴承座(16)上，滚珠丝杆(9)的一端与伺服电机(8)连接，另一端连接滑块(13)，所述的滑块(13)设于平行直线导轨(12)上，所述的硅胶固定架(11)的一端固定在滑块(13)上，另一端固定在底座(10)上，所述的拉力块(18)固定在滑块(13)上方，拉力块(18)固定所述的硅胶片(14)的一端，所述的硅胶片(14)的另一端固定在硅胶固定架(11)上，所述的S型拉压力传感器(15)设于拉力块(18)上，并与拉力块(18)连接，所述的接近开关(17)固定在底座(10)上，接近开关(17)与滑块(13)的运动方向平行放置。

5.根据权利要求4所述的一种壁冠状动脉周向应力体外模拟系统，其特征在于，所述的控制模块包括上位机、单片机ATMEGA328P-PU和交流伺服驱动器，所述的上位机与单片机ATMEGA328P-PU连接，所述的单片机ATMEGA328P-PU与测量模块连接，所述的接近开关(17)与单片机ATMEGA328P-PU的开发板直接连接，所述的单片机ATMEGA328P-PU通过交流伺服驱动器控制伺服电机(8)转动。