[发明专利]一种高精度心脏脉动发生系统

说明书

本发明涉及医学教学领域，具体涉及一种高精度心脏脉动发生系统；包括传动模块、流体模块、控制箱、外壳及上位机，所述传动模块与流体模块相连，控制箱分别与传动模块和流体模块相连，控制箱还与上位机相连，其中，传动模块设于外壳内部。本发明通过配合设置的机械部结构与控制系统，以真实心脏的流量‑时间生理曲线为基础，通过对真实生理曲线进行数据采样，然后实时的将采样数据进行数学运算，同时将运算后的结果转化为控制系统的输出信号，最终转化为驱动电机的运行信号，从而实现了对心脏动力学特征的精确模拟，同时保证了运行过程中的流量精度和脉动频率精度。

技术领域

本发明涉及医学教学领域，具体涉及一种高精度心脏脉动发生系统。

背景技术

近几十年来，我国取得了令人瞩目的经济增长，与此同时，疾病类型也从主要为传染性疾病转向了非传染性疾病，其中心血管疾病（CVD）已成为我国居民过早发病和死亡的主要原因。1990年至2013年，中国心血管死亡的绝对数量增加了46%，主要原因是人口老龄化，这一数字分别比美国和西欧高出4倍和3倍。在此期间，死于缺血性心脏病的人数翻了一番，急性缺血性卒中的死亡人数增加了40%。中国冠心病、缺血性卒中、出血性卒中和高血压心脏病的年龄标准化死亡率明显高于美国和西欧，同时也伴随着较高的过早（即70岁以下）死亡率。据估计，到2025年，在中国以及东亚其他地区的心血管死亡人数中，有11%为过早死亡，远远高于北美（6%）和西欧（3%）。此外引发心血管疾病的原因还有饮食习惯和自然环境等因素。心血管疾病给中国带来的经济负担是巨大的，包括高昂的医疗费用以及由于过早死亡和残疾造成的间接生产力损失。因此，研究针对心血管疾病的有效治疗方法和心血管疾病的形成机理，从而有效的降低发病概率，显得尤为重要；

对于心血管疾病的研究离不开相应的实验系统，人体血液循环系统的核心是心脏，但是利用人体真实心脏进行实验和研究的是不现实的，因此需要一种可以模拟心脏输出动力学特征的系统，这种系统可以很好在再现心脏的流量-时间曲线，并能满足系统运行时液体流量、脉动频率的精度要求。

但是目前为止，尚不存在能满足能应用在医学领域关于心脏动力学研究的脉动发生系统，因此有必要开发一种这样的系统，这种系统应该具备以下特点：1，能够很好的模拟心脏输出动力学特征；2，输出的液体流量、脉动频率应满足医学研究所需要达到的精度要求，并且液体流量、脉动频率可以很灵活的调节；3，能够支持人工瓣膜、血管模型的运行状态接近人体的真实生理状态。

发明内容

针对现有技术中提到的问题，本发明提供一种可复现真实人体心脏泵出血流的动力学曲线特性，并具备支持人为预设编辑以获得可控的流体曲线特性，满足流量、脉动频率、流体温度等可控调节的要求，用于人工瓣膜、心血管模型的介入手术培训以及血流动力学研究的高精度心脏脉动发生系统。

本发明一种高精度心脏脉动发生系统，包括传动模块、流体模块、控制箱、外壳及上位机，所述传动模块与流体模块相连，控制箱分别与传动模块和流体模块相连，控制箱还与上位机相连，其中，传动模块设于外壳内部。

优选地，所述传动模块包括驱动电机、电机座、丝杠、轴承、轴承座、联轴器、移动块、导向杆、活塞杆、活塞及活塞缸，所述驱动电机安装在电机座上，驱动电机通过联轴器与丝杠相连，丝杠两端均设有轴承，轴承均安装在轴承座上，其中，移动块套设于丝杠上并与丝杠螺纹相连，移动块上还相连有导向杆，所述活塞杆一端与移动块相连，另一端与活塞相连，活塞设于活塞缸内。

优选地，所述移动块上设有开孔，导向杆穿过开孔且两端与轴承座固定相连。

优选地，所述流体模块包括液压容器、连接管路、温度探头及加热装置，所述液压容器与连接管路相连，且液压容器上还分别设有温度探头与加热装置。

优选地，所述连接管路两端口分别为出口和入口，所述出口和入口均与液压容器相连，且出口处与入口处还分别安装有单向阀。

优选地，所述活塞与液压容器相连时采用橡胶圈密封相连。