【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人工心脏瓣膜体外性能测试，特别是涉及一种人工瓣膜三维流场评测装置。
技术介绍
1、心脏病长期以来一直是人类健康的主要威胁之一，据全球卫生统计数据，全球约有超过1亿人患有瓣膜性心脏病（vhd），瓣膜性心脏病与心脏瓣膜狭窄和反流有关，困扰着世界各地的人们，且发病率随年龄增长而增加。调研数据显示，到2019年为止，我国瓣膜性心脏病患者人数已达3600万，这一数字到2024年可能达到4000万。主动脉瓣疾病占瓣膜性心脏病的一半以上，包括主动脉瓣狭窄和主动脉瓣反流，是瓣膜性心脏病死亡的主要原因，而目前公认的有效治疗方法就是心脏瓣膜置换手术，有研究显示，我国每年人工心脏瓣膜的需求量达到8万枚以上，而随着人口老龄化社会的逐步到来，对人工心脏瓣膜尤其是主动脉瓣膜置换的需求必然不断增加。
2、目前用于置换的人工瓣膜包括机械心脏瓣膜和生物人工心脏瓣膜，机械心脏瓣膜主要由金属等材料制成，包括钛合金、热解碳、聚酯纤维、聚酯、聚四氟乙烯和硅胶等。为避免植入后造成不可挽回的后果，人工心脏瓣膜需要经过多重评估实验，包括体外实验、体内实验和动物实验等，在这些评估中，由于体外实验成本最低、耗时最短，因此往往需要进行多次体外实验，进一步优化产品设计。体外实验方法的优化有助于产品设计的快速迭代。通过建立与自然心脏生理条件相似的物理模型，并在此模型上进行人工心脏瓣膜的血流动力学模拟实验，可以获得一系列血流动力学参数，这些参数不仅可直接用于评价瓣膜的质量，还可以在植入人体之前提供客观的评估，确保瓣膜的质量达到标准。
3、瓣膜体外血流
4、示踪粒子、激光系统等材料和设备较为统一，想进一步提升piv测试结果的准确性，需要从实验装置的设计和优化考虑。
5、现有用于拍摄瓣膜的piv实验段有两种设计。
6、一种是采用一体化刚性结构设计，通过减材制造的方式在硬质透明亚克力块内掏孔形成流道，或通过硅树脂等材料进行铸模，最终所得到的均为无弹性的硬质刚性流道，在施加脉动流条件的边界下无法还原主动脉血管的弹性受力效果，从而无法反映弹性血管对流道内流场的影响，仿生性较差。
7、第二种方式的实验段是通过3d打印的方式制造出所建立三维血管模型对应的柔性硅胶实验段，但由于硅胶表面无法做到高度平滑，当激光照射时会发生散射，影响实验拍摄图像的亮度及精度，因此在实际试验过程中无法直接拍摄硅胶实验段，必须将硅胶实验段固定浸泡在储液腔体中匹配折射率。将硅胶实验段固定在储液腔体中的过程给实验设置额外增加了难度，同时还会面临固定不牢在实验进行过程中实验段脱落的风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种人工瓣膜三维流场评测装置，以解决上述相关技术存在的问题，提升实验段的仿生性，分别固定实验段的两端，避免预应力，提高测评准确性。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种人工瓣膜三维流场评测装置，包括：
4、实验段，所述实验段由硅胶材质制成，所述实验段与人体心脏动脉相匹配，所述实验段为筒状结构，并能够与外部实验设备相连通；
5、外壳，所述外壳套设于所述实验段的外部，且所述外壳的内壁与所述实验段的外壁之间形成储液腔体，所述储液腔体能够与外部实验介质相连通，所述外壳的侧壁由透明材质制成；
6、固定组件，所述固定组件包括第一连接元件、第二连接元件以及以固定夹紧元件，所述第一连接元件以及所述第二连接元件分别与所述实验段的两端可拆卸连接，并由所述外壳内伸出，所述第一连接元件以及所述第二连接元件与所述外壳之间均设置密封圈，所述第一连接元件以及所述第二连接元件均与所述实验段相连通，所述固定夹紧元件设置于所述第二连接元件内，所述固定夹紧元件能够固定待测人工瓣膜。
7、优选地，所述外壳为分体式结构，所述外壳包括壳主体和设置于所述壳主体顶部的顶盖，所述第一连接元件将所述顶盖压紧在所述壳主体上。
8、优选地，所述壳主体为棱柱状结构。
9、优选地，所述第一连接元件包括连接管和压紧盘，所述连接管的一端与所述实验段插接相连，所述连接管的另一端穿过所述顶盖后与所述压紧盘相连，以使所述压紧盘将所述顶盖压紧在所述壳主体上，所述连接管与所述压紧盘之间设置有所述密封圈。
10、优选地，所述压紧盘套设于所述连接管的外部且二者螺纹连接；
11、所述连接管为阶梯状结构，所述连接管具有连接环，所述连接环位于所述顶盖的底部，所述连接环以及所述壳主体的轴向端面上均具有定位环，所述顶盖的底部具有与所述定位环相适配的定位槽。
12、优选地，所述第二连接元件包括连接盘和固定管，所述连接盘的一端与所述实验段插接相连，所述连接盘的另一端由所述壳主体内伸出，所述连接盘与所述壳主体之间设置有所述密封圈，所述固定管与所述连接盘插接相连并与所述实验段相连通，所述固定夹紧元件位于所述固定管内并与所述固定管卡接。
13、优选地，所述连接管以及所述连接盘与所述实验段插接相连的一端均为宝塔插头结构。
14、优选地，所述连接盘以及所述固定管均采用硬质材料制成。
15、优选地，所述第二连接元件还包括连接块，所述连接块设置于所述连接盘与所述固定管之间，所述连接块能够与外部实验设备相连。
16、优选地，所述外壳连接有液体管路和气体管路，所述储液腔体利用所述液体管路与外部实验介质相连通，所述储液腔体利用所述气体管路与外部环境相连通，所述液体管路以及所述气体管路上均设置有控制阀门。
17、本专利技术相对于相关技术取得了以下技术效果：本专利技术的人工瓣膜三维流场评测装置，包括实验段、外壳和固定组件，实验段由硅胶材质制成，实验段与人体心脏主动脉根部及主动脉窦相匹配，实验段为筒状结构，并能够与外部实验设备相连通；外壳套设于实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述外壳为分体式结构，所述外壳包括壳主体和设置于所述壳主体顶部的顶盖，所述第一连接元件将所述顶盖压紧在所述壳主体上。
3.根据权利要求2所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述壳主体为棱柱状结构。
4.根据权利要求2所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述第一连接元件包括连接管和压紧盘，所述连接管的一端与所述实验段插接相连，所述连接管的另一端穿过所述顶盖后与所述压紧盘相连，以使所述压紧盘将所述顶盖压紧在所述壳主体上，所述连接管与所述压紧盘之间设置有所述密封圈。
5.根据权利要求4所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述压紧盘套设于所述连接管的外部且二者螺纹连接；
6.根据权利要求4所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述第二连接元件包括连接盘和固定管，所述连接盘的一端与所述实验段插接相连，所述连接盘的另一端由所述壳主体内伸出，所述连接盘与所述壳主体之间设置有所述密封圈，所述固
7.根据权利要求6所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述连接管以及所述连接盘与所述实验段插接相连的一端均为宝塔插头结构。
8.根据权利要求6所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述连接盘以及所述固定管均采用硬质材料制成。
9.根据权利要求6所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述第二连接元件还包括连接块，所述连接块设置于所述连接盘与所述固定管之间，所述连接块能够与外部实验设备相连。
10.根据权利要求1-9任一项所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述外壳连接有液体管路和气体管路，所述储液腔体利用所述液体管路与外部实验介质相连通，所述储液腔体利用所述气体管路与外部环境相连通，所述液体管路以及所述气体管路上均设置有控制阀门。
...【技术特征摘要】
1.一种人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述外壳为分体式结构，所述外壳包括壳主体和设置于所述壳主体顶部的顶盖，所述第一连接元件将所述顶盖压紧在所述壳主体上。
3.根据权利要求2所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述壳主体为棱柱状结构。
4.根据权利要求2所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述第一连接元件包括连接管和压紧盘，所述连接管的一端与所述实验段插接相连，所述连接管的另一端穿过所述顶盖后与所述压紧盘相连，以使所述压紧盘将所述顶盖压紧在所述壳主体上，所述连接管与所述压紧盘之间设置有所述密封圈。
5.根据权利要求4所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述压紧盘套设于所述连接管的外部且二者螺纹连接；
6.根据权利要求4所述的人工瓣膜三维流场评测装置，其特征在于：所述第二连接元件包括连接盘和固定管，所述连接盘的一端与所述实验段插接相连...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊瑜波，冯文韬，李舟，唐笑兰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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