【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及醫療器械，特別是涉及一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統及方法。
技術介紹
1、植介入醫療器械的設計與驗證過程中，體外評測扮演著至關重要的角色。尤其對于心臟內植入物如介入式人工瓣膜、二尖瓣成型環、室間隔封堵器、血泵等，評測其功能、生物力學特性以及損毀機制等參數時，需要一個能夠模擬心臟復雜生物力學環境的體外近生理模擬裝置。
2、為了準確地模擬心臟的心肌及其瓣下結構的復雜運動以及心室內的流場，現有的模擬方法通常采用以下幾種方式：
3、(1)驅動離體動物心臟：利用離體心臟進行模擬，尤其是豬心因其解剖結構與人類心臟最為接近，成為首選。
4、(2)3d打印心臟模型：通過3d打印技術制造心臟模型，易于與脈動流平臺集成，但難以完全復制心臟的生物力學性能。
5、(3)聚乙烯醇澆筑的心臟模型：使用聚乙烯醇材料澆筑心臟模型，同樣便于與脈動流平臺集成，但在模擬心臟的生物力學特性方面存在局限性。
6、為了驅動心臟模型的動態運動，通常采用兩種不同的加壓方式：
7、①內部加壓方式：通過心尖處的中空連接器將往復泵與心室相連，周期性地將液體注入/抽出左心室以模擬心臟運動。這種加壓方式的特點在于往復泵中的液體參與體循環，但心室容積的變化與生理狀態相反。
8、②外部加壓方式：將心臟模型置于充滿液體的容器中，并通過真空技術形成密閉空間，通過往復泵周期性地將液體注入/抽出容器，以驅動心室壁運動。這種方式中，往復泵中的液體不參與體循環，且心室容積的變化與生理狀態一致
9、盡管上述方法能夠在一定程度上模擬心臟的動態過程，但仍存在一些關鍵問題：
10、1)離體動物心臟模型：雖然能夠較好地模擬心臟的生物力學性能，但是目前缺乏一種既能保持心臟主動脈瓣、二尖瓣結構和功能，又方便接入脈動流平臺的裝置；
11、2)外部加壓方式雖能模擬生理的心室容積變化，但固定心尖和心底導致二尖瓣環和主動脈瓣環的固定，與生理情況不符；
12、3)瓣膜運動的觀測：現有技術中瓣膜運動的觀測主要依賴于內窺鏡，這需要額外的分支回路和復雜的安裝過程。
13、以上所述的技術問題表明，目前市場上迫切需要一種改進的心臟體外近生理模擬裝置，以更精確地模擬心臟的生理運動，同時簡化瓣膜運動的觀測流程。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統及方法，以解決上述現有技術存在的問題，實現體外左心近生理環境模擬，同時方便觀察瓣膜運動。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
3、本專利技術提供一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，包括：
4、模擬組件，所述模擬組件包括殼體、頂蓋和往復泵，所述殼體透明，所述殼體內設置有容置腔，所述容置腔用于放置離體心臟，所述殼體的頂面設置有第一開口，所述殼體的一側設置有第二開口，所述殼體的底部設置有通液口，所述通液口處可拆卸安裝有第一堵頭；所述頂蓋與所述殼體的頂面密封連接的，所述第一開口位于所述頂蓋的正下方，所述頂蓋包括頂板和傾斜板；所述頂板上固設有流入通道和與所述流入通道連通的第一接頭，所述傾斜板上固設有流出通道和與所述流出通道連通的第二接頭；所述流入通道靠近所述容置腔的一端用于通過第一連接管與所述離體心臟的左房室連通，所述流出通道靠近所述容置腔的一端用于通過第二連接管與所述離體心臟上的主動脈口連通，所述頂蓋上還可拆卸安裝有第一觀察窗和第二觀察窗，所述第一觀察窗正對所述流入通道遠離所述容置腔的一端，所述第二觀察窗正對所述流出通道遠離所述容置腔的一端；所述往復泵的進液口和出液口分別與第三連接管的第一端密封連接，第三連接管的第二端與所述殼體的側壁密封連接，且所述第三連接管正對所述第二開口，所述第二開口處設置有隔離膜，所述隔離膜將所述第三連接管與所述容置腔隔離，所述隔離膜的面積大于所述第二開口的面積；
5、外部循環單元，所述外部循環單元包括第一流量計、第一阻力閥、順應性組件、第二阻力閥、儲液容器和第二流量計，所述順應性組件包括注排氣裝置、三通閥、由上至下分布的第一容器和第二容器，所述第一容器的底端與所述第二容器連通，所述第一容器密閉，所述第二容器一端通過第一管路與所述第二接頭連通、另一端通過第二管路與所述儲液容器連通，所述第一容器的頂端與所述三通閥的第一接口連通，所述注排氣裝置的通氣口與所述三通閥的第二接口連通，所述三通閥的第三接口與大氣連通，所述注排氣裝置用于對所述第一容器進行抽氣或注氣；所述儲液容器的頂端敞口，所述儲液容器還通過第三管路與所述第一接頭連接，所述第一流量計和所述第一阻力閥分別設置在所述第一管路上，所述第二阻力閥設置在所述第二管路上，所述第二流量計設置在所述第三管路上。
6、優選的，所述頂板和所述傾斜板之間的夾角為第一夾角，所述離體心臟中主動脈瓣的瓣環平面和二尖瓣的瓣環平面之間的夾角為第二夾角，所述第一夾角與所述第二夾角相等。
7、優選的，所述殼體呈多面體形；所述隔離膜與所述殼體密封連接；所述第一接頭和所述第二接頭都采用寶塔接頭。
8、優選的，所述頂蓋上還設置有腔體測壓接口，所述腔體測壓接口用于安裝壓力傳感器；所述腔體測壓接口與所述容置腔相通。
9、優選的，所述頂蓋上還設置有左心房測壓接口，所述左心房測壓接口用于安裝壓力傳感器；所述左心房測壓接口與所述流入通道相通；
10、所述傾斜板上設置有與所述流出通道連通的主動脈測壓接口，所述主動脈測壓接口用于安裝壓力傳感器。
11、優選的，所述頂蓋上還設置有左心室測壓接口，所述左心室測壓接口用于安裝壓力傳感器；還包括左心室測壓組件，所述左心室測壓組件包括連接軟管和測壓頭，所述測壓頭呈中空筒狀，所述連接軟管一端與所述左心室測壓接口密封連接、另一端與所述測壓頭的一端密封連接，所述測壓頭的另一端呈尖狀且設置有若干個開口，所述測壓頭遠離所述連接軟管的一端用于插入所述離體心臟的左心室。
12、優選的，所述第三連接管的頂端設置有排氣接口，所述排氣接口處可拆卸安裝有第二堵頭。
13、優選的，所述頂蓋與所述殼體之間夾設有第一密封圈，所述第三連接管與所述殼體之間夾設有第二密封圈和第三密封圈，且所述第二密封圈的外徑小于所述第三密封圈的內徑。
14、本專利技術還提供一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬方法，基于上述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，包括以下步驟：
15、(1)對離體心臟進行處理，修剪不需要的血管，保留主動脈根部，并從冠脈根部夾閉左右冠脈，使離體心臟的左心形成左心房-左心室-主動脈的回路，無其它旁支；
16、(2)用扎帶將所述第一連接管固定，使所述第一連接管與離體心臟的左房室口連通；用扎帶將所述第二連接管固定，使所述第二連接管與離體心臟的主動脈口連通；通過軟管將所述第一連接管與流入通道連通，通過軟管將所述第二連接管與流出通道連通，并在頂蓋安本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂板和所述傾斜板之間的夾角為第一夾角，所述離體心臟中主動脈瓣的瓣環平面和二尖瓣的瓣環平面之間的夾角為第二夾角，所述第一夾角與所述第二夾角相等。
3.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述殼體呈多面體形；所述隔離膜與所述殼體密封連接；所述第一接頭和所述第二接頭都采用寶塔接頭。
4.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋上還設置有腔體測壓接口，所述腔體測壓接口用于安裝壓力傳感器；所述腔體測壓接口與所述容置腔相通；
5.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋上還設置有左心房測壓接口，所述左心房測壓接口用于安裝壓力傳感器；所述左心房測壓接口與所述流入通道相通。
6.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋上還設置
7.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述第三連接管的頂端設置有排氣接口，所述排氣接口處可拆卸安裝有第二堵頭。
8.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋與所述殼體之間夾設有第一密封圈，所述第三連接管與所述殼體之間夾設有第二密封圈和第三密封圈，且所述第二密封圈的外徑小于所述第三密封圈的內徑。
9.一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬方法，其特征在于，基于權利要求1-8任一項所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬方法，其特征在于：在進行步驟(7)之后，進行步驟(8)之前，需要進行以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂板和所述傾斜板之間的夾角為第一夾角，所述離體心臟中主動脈瓣的瓣環平面和二尖瓣的瓣環平面之間的夾角為第二夾角，所述第一夾角與所述第二夾角相等。
3.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述殼體呈多面體形；所述隔離膜與所述殼體密封連接；所述第一接頭和所述第二接頭都采用寶塔接頭。
4.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋上還設置有腔體測壓接口，所述腔體測壓接口用于安裝壓力傳感器；所述腔體測壓接口與所述容置腔相通；
5.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋上還設置有左心房測壓接口，所述左心房測壓接口用于安裝壓力傳感器；所述左心房測壓接口與所述流入通道相通。
6.根據權利要求1所述的基于離體心臟的體外左心近生理環境模擬系統，其特征在于：所述頂蓋上還設置有左心室測壓接口，所述左心...
【專利技術屬性】
技術研發人員：樊瑜波，馮文韜，唐笑蘭，李舟，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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