實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置的製作方法

2023-05-28 03:39:11 1

專利名稱：實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫學實驗用設備技術領域，特別涉及動物實驗用設備技術領域，具體是指ー種實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置。
背景技術：
在醫學實驗領域中，通常需要對特定的血管或臟器的耐壓能力或張カ進行實驗，以確定其破裂壓力，從而了解採用了具體藥物或治療方法的血管或臟器的恢復情況或吻合ロ的生長狀況，進而判斷相應的藥物或治療方法的治療效果。現有技術中，這樣的實驗通常是將組織(包括正常腸管、吻合ロ腸管、切ロ皮膚、血管等)置於測試儀器的兩個抓手之間，對細胞加以10牛頓的張力，並以10毫米/分鐘 的速度進行拉開。通過壓カ描記軟體進行記錄和計算，因此以得知何處、何時破裂發生。(Klein M, Krarup PM, Burchartn J et al. Effect of Diclofenac on Cyclooxygenase-2Levels and Early Breaking Strength of Experimental Colonic Anastomoses and SkinIncisions. Eur Surg Res 2010;46:26-31)這樣的實驗方法雖然實現了對實驗材料的機械加壓和數據記錄、計算。但是該技術使用抓手反向拉張的張カ測試方法設計粗獷，並不能精確探測到組織細微的破裂變化，因此不可能很好地反映組織的受壓後完整性，從而影響實驗數據的精確性和科學性。現有技術中也有採用Van der Ham等提供的測定法(Van der HamAC, Kort WJ,Weijima IM, et al. Efect of antibiotics in iibrm sealant on healing colonicanastomoses in the rat. Br J Sury, 1992, 79 :525—528.)。該方法通過從大鼠肛門插入ー細導尿管直至吻合口下緣2釐米處，以4號絲線環形紮緊。距吻合口 2釐米的近端腸管，同樣以4號絲線環形紮緊。腹腔內注入鹽水，直至浸沒腸管吻合ロ，然後尿管外接ー個三通管，三通管另兩端分別接血壓計袖帶兩端，以繃帶紮緊袖帶，通過血壓計氣囊緩緩注入空氣，同時觀察吻合ロ，一旦有水泡溢出，則此時水銀柱的高度即為吻合ロ的破裂壓。採用該實驗方法通過觀察氣泡能檢測到細微的臟器破裂，但是該裝置使用手動方式進行加壓不能精確、恆定的提高壓力，而且在數據描記上將出現鋸齒狀的壓カ波動造成數據採集的不穩定。同時通過水銀柱的壓カ變化來反映組織完整性的變化也並不科學，由於常用立柱式或臺式水銀血壓計的刻度最小標記的數字是20mmHg，最小刻度為2mmHg，實驗過程中需要同時目測組織的完整性(水泡溢出)，又要觀察水銀柱的壓カ變化，還要手工記錄取得的數值，因此數據的採集方式不夠直觀，無法提供能很好反映和收集保持組織完整性的壓カ變化的數據，導致實驗結果缺乏科學性。對於進行血管耐壓實驗，中國專利CN02265120. 9，公開了ー種用於檢測血管吻合ロ爆破壓的檢測裝置。該裝置同樣通過血壓計氣囊注入空氣，並觀察壓カ計的度數確定破裂壓。該實驗裝置同樣存在手動加壓控制不精確，實驗數據觀察方式複雜，數據採集不宣觀，導致實驗結果缺乏科學性的問題。

發明內容
本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠直觀觀察和記錄組織壓カ變化的數據，精確測量臟器破裂壓，從而使實驗過程更簡單、直觀，實驗結果更精確，也更具科學性，且結構簡單，成本低廉，應用範圍較為廣泛的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置。為了實現上述的目的，本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓カ學測試裝置具有如下構成該測試裝置包括雙通管、三通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊，所述的雙通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊均連通所述的三通管，所述的雙通管的另一端連通密閉的待測實驗動物的空腔臟器或血管內。其中，所述的壓力檢測記錄模塊包括壓カ傳感器、數據採集卡和壓力數據顯示儀，所述的壓力傳感器的檢測端連通所述的三通管，該壓カ傳感器的信號輸出端連接所述的數據採集卡的輸入端，所述的數據採集卡的輸出端連接所述的壓力 數據顯示儀。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的壓力傳感器的量程範圍為 O O. 2MPa。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的壓カ數據顯示儀包括輸入輸出單元、主控單元、存儲單元和顯示單元，所述的輸入輸出單元、存儲單元和顯示單元均連接所述的主控單元，所述的輸入輸出單元連接所述的數據採集卡的輸出端。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的主控單元包括壓カ曲線繪製子単元和最大壓カ值檢測單元，所述的壓力曲線繪製子単元和最大壓カ值檢測單元均分別連接所述的輸入輸出單元、存儲單元和顯示單元。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的加壓模塊為氣囊，所述的氣囊連通所述的三通管。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的加壓模塊為氣泵，所述的氣泵的出氣ロ連通所述的三通管。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的壓力數據顯示儀還包括氣泵控制単元，所述的氣泵控制單元連接所述的氣泵。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的氣泵包括泵體、連通泵體的儲氣罐以及設置於泵體的過壓保護單元。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的氣泵的最大出氣氣壓為O.2MPa。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的實驗裝置還包括節流閥，所述的氣泵的出氣ロ通過所述的節流閥連通所述的三通管。該實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中，所述的雙通管為接空腔臟器雙通管或血管雙通管，該接空腔臟器雙通管或血管雙通管的一端通過乳膠管連通所述的三通管。採用了該發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其包括雙通管、三通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊，所述的雙通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊均連通所述的三通管，所述的雙通管的另一端連通密閉的待測實驗動物空腔臟器或血管內。在使用該裝置進行實驗的過程中，通過加壓模塊對待測空腔臟器或血管內部進行加壓，同時壓カ檢測記錄模塊實時檢測並記錄壓カ數據，一旦空腔臟器或血管出現破裂，壓カ檢測記錄模塊所記錄的最高壓カ數據即為破裂壓，從而使實驗過程更為簡単，觀測更加直觀，實驗數據也更為精確，更具科學性，且本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置的結構簡單，成本低廉，應用範圍較為廣泛。


圖I為本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置的結構示意圖。圖2為本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置在實際應用中的結構示意圖。圖3為本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置中的接空腔臟器雙 通管或血管雙通管的結構示意圖。圖4為本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置在實際應用中的壓力曲線顯示界面示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術頁面，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖I所示，為本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置的結構示意圖。在一種實施方式中，該裝置包括雙通管、三通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊，所述的雙通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊均連通所述的三通管，所述的雙通管的另ー端連通密閉的待測的實驗動物的血管或空腔臟器內。在一種較優選的實施方式中，所述的壓力檢測記錄模塊包括壓カ傳感器、數據採集卡和壓カ數據顯示儀，所述的壓力傳感器的量程範圍為O O. 2MPa，其檢測端連通所述的三通管。該壓カ傳感器的信號輸出端連接所述的數據採集卡的輸入端，所述的數據採集卡的輸出端連接所述的壓力數據顯示儀。在一種進ー步優選的實施方式中，所述的壓カ數據顯示儀包括輸入輸出単元、主控單元、存儲單元和顯示單元，所述的輸入輸出單元、存儲單元和顯示單元均連接所述的主控單元，所述的輸入輸出單元連接所述的數據採集卡的輸出端。其中，所述的主控單元包括壓カ曲線繪製子単元和最大壓カ值檢測單元，所述的壓力曲線繪製子単元和最大壓カ值檢測單元均分別連接所述的輸入輸出單元、存儲單元和顯示單元。壓カ曲線繪製子単元從輸入輸出單元實時獲取壓カ值並繪製在ー坐標平面上，並將該坐標平面通過所述的顯示單元顯示。所述的最大壓カ值檢測單元從輸入輸出單元實時獲取壓カ值，並實時將最大壓カ值通過所述的顯示單元顯示。在另ー種較優選的實施方式中，所述的加壓模塊可以為出氣ロ連通所述的三通管的氣囊或氣泵。在採用氣泵的實施方式中，所述的氣泵包括泵體、連通泵體的儲氣罐以及設置於泵體的過壓保護單元。氣泵的出氣ロ通過ー個節流閥連通所述的三通管。該氣泵的最大出氣氣壓為O. 2MPa。在一種進ー步優選的實施方式中，所述的壓カ數據顯示儀還可以包括氣泵控制單元，所述的氣泵控制單元連接所述的氣泵，用以控制氣泵的出氣氣壓，從而可使加壓數據線性變化，不產生大幅波動，進而保證測得的組織破裂壓數據的準確性。在一種更優選的實施方式中，所述的雙通管為接空腔臟器雙通管或血管雙通管，該接空腔臟器雙通管或血管雙通管的一端通過乳膠管連通所述的三通管。在實際應用中，本發明的測試裝置的各部件及其連接關係如圖2所示，其包括I、接空腔臟器及血管雙通，採用無毒害尼龍材料製作，一端通過乳膠管接三通接頭，一端接受試空腔臟器或血管；該部件可按受試空腔臟器或血管直徑的不同而做成多種規格，以適合不同實驗之需。接空腔臟器及血管雙通的結構如圖3所示。受試空腔臟器或血管套入連接端後，用縫合線綁緊在連接端的凹槽內，以免滑脫。為減少綁線對受試空腔臟器或血管損傷而影響實驗結果，也可用I釐米左右寬的膠布，在空腔臟器或血管和連接端接觸處進行纏繞，加大連接的可靠性。
2、三通接頭，採用無毒害材料製作的通用型三通接頭，三端均通過乳膠管分別連接壓カ傳感器、接腸雙通和節流閥。三通接頭的三端直徑相同，連接相同管徑的乳膠管，便於使用時任意連接。3、節流閥，採用無毒害材料製作的通用型空氣節流閥，實驗中起到調控流量大小的作用，實現無極調壓，利於獲得更精確的實驗數據。4、氣囊或氣泵，氣囊可採用血壓計氣囊，但壓力増大的變化曲線會因手捏氣囊的間歇性動作而呈現波段性。不過，這不影響測得腸壁破裂時的壓カ值結果。如果改用微型氣泵供氣，則不會有上述現象。氣泵採用最大能產生O. 2MPa氣壓的氣泵，優選具有小型儲氣罐和過壓保護裝置的氣泵。5、壓カ傳感器，首先要通過實驗測得具體實驗時可能的壓カ範圍，以確定壓カ傳感器的選型，否則會影響以後實驗數據的精準度。在進行大鼠結腸壁破裂實驗時，可採用自帶放大電路(變送器)、量程在(TO. 2MPa範圍內、輸出信號為(T5VDC、供電電源在1(T24VDC之間、用於氣體壓カ測量的壓カ傳感器即可。如圖2，其接線引腳分別連接供電電源的正、負極和數據採集卡的輸入端。6、數據採集卡，採用AMUSB-9101數據採集卡。如圖2，其接線引腳與壓カ傳感器的引腳相連，另ー引腳與直流電源負極相連，其輸出數據通過USB數據線連接到電腦(PC機)。對壓カ傳感器的輸出信號進行放大及Α/D轉換，並將數位訊號通過USB端ロ輸入至電腦處理。7、直流電源，採用1(T24VDC之間的開關電源即可。8、電腦及分析軟體,臺式或筆記本電腦(預裝Windows作業系統)。存儲並顯示實時壓カ曲線圖，能顯示最大壓カ值(即破裂前的壓カ峰值)。顯示實時壓カ曲線圖的界面如圖4所示，其運行過程中實時繪製壓カ隨時間變化的曲線圖，橫坐標為時間坐標(S)，縱坐標為壓カ坐標(KPa)，並實現以下功能(I) 「文件」下拉菜單「退出」，即終止運行、退出本系統；「圖像保存」，其功能是將系統運行中產生的實驗曲線圖以位圖格式(BMP)保存到本系統的安裝路徑下(圖形文件名可自行命名)。(2)實時顯示實驗過程中的最大壓カ(KPa)，精確到小數點後3位。通常情況下，當實驗進行到受試空腔臟器或血管壁破裂的瞬間，該值也達到最大。
(3)實時顯示實驗過程中的當前壓カ(KPa)，精確到小數點後3位。(4) 「開始」按鈕系統啟動後，按下此按鈕即開始釆集壓カ數據，左邊圖形窗口中
即出現壓カ隨時間變化的曲線圖。本系統目前可檢測的壓カ範圍為O 80 (KPa)，有刻度
顯示的檢測時間為120秒，但並不限於120秒。如需在120秒後繼續觀察實驗進展情況，則
可點擊「清除曲線」按鈕重新計時，並重新繪製後續實驗曲線。(5) 「停止」按鈕按下此按鈕即終止本系統的數據釆集工作。 (6)「清除曲線」按鈕按下此按鈕即可清除也已繪製和顯示的曲線圖及各壓カ值。(7)顯示計算機系統當前的日期和時間。(8)在釆用氣泵進行加壓的情況下，電腦還可以連接該氣泵，控制氣泵輸出的氣
壓，實現無極調壓。該實時壓カ曲線顯示界面包括主窗體、數據保存窗體和modulel模塊。其中，主窗體原始碼如下
Dim ir j f bbl, bb2, tt, pp, ppl, x As Integer Dim aa (100000) As Single Dim pData As Integer Dim op, mflg As Boolean
Private Sub Commandl—Click
Tiraer3·Enabled ニ True Timerl·Enabled ニ True Timerl·Interval = I Commandl. Enabled = False Command2. Enabled = True
End Sub
Private Sub Coiranand2—Click
Timerl. Enabled = False Timer3·Enabled = False Commandl. Enabled = True Command2·Enabled = False
x = 0: i = 0: j = 0: tt = 0: bij_L ニ 0: bb2 = 0: pp = 0: ppl = 0
End Sub
Private Sub Coramand3_Click
Call Pictl
For i ニ 0 To 10000 aa(i) = 0 Next ij = O: x=0;i = 0;tt = 0:: bbl = O: bb'Z = O: Text2. Text=:Text4.Text =
End Sub
Private ub Command4_Click
End End Sub
Private Sub exit_Click
End End Sub
Private Sub Form—Load
Timerl. Enabled = False Timer2.Enabled = True Timer3·Enabled = False Call Pictl End Sub
Private Sub M_Click<Index As Integer)
Form2. Show IEnd Sub
Private Sub Timerl—Timer op = FindUsbDev(&H4CE) mflg = UsbVendorCmdWrite(4f &H18, 0) mflg = UsbVendorCmdRead ￠3,, &ElEr Of 2 f pData) aa(i) = Int(pData ^ 0.002421917 * 1000) / 1000 If aa⑴ < 0.5 Then aa ⑴ ニ 0 , 5 End If
pp =エnt((aa(i) * 25.obb4 - 12.9277) * lOOU) / 丄000 If pp <= ppl Then Text2. Text = pp丄 Else
ppl = pp End If
If tt = 12 Then
For j = i - 12 To i: bb2 = bb2 + (aa (j )女 25. 8554 一 12 . 9277);Kp t j: bb2 = Int(bb2 士 1000 / 12) / 1000K = K + I: Text4. Text = bb2Picturel■DrawWidth ニ I
Picturel.Line (x ^ 0 5^4 hb丄 * 2.751)-((x + I) * 0 b^4bbz * 2.751), QBColor(4)
bbl ニ bb2: tt = 0: bb2 ニ 0
End If
i = i + I tt = tt + I
If i = 640 Then
With Picturel: . CurrentX = 24: , CurrentY = -5: End With;

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權利要求
1.一種實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在於，所述的裝置包括雙通管、三通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊，所述的雙通管、加壓模塊和壓カ檢測記錄模塊均連通所述的三通管，所述的雙通管的另一端連通密閉的待測的實驗動物空腔臟器或血管內。
2.根據權利要求I所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的壓力檢測記錄模塊包括壓カ傳感器、數據採集卡和壓カ數據顯示儀，所述的壓カ傳感器的檢測端連通所述的三通管，該壓カ傳感器的信號輸出端連接所述的數據採集卡的輸入端，所述的數據採集卡的輸出端連接所述的壓力數據顯示儀。
3.根據權利要求2所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的壓力傳感器的量程範圍為O O. 2MPa。
4.根據權利要求2所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的壓カ數據顯示儀包括輸入輸出単元、主控單元、存儲單元和顯示單元，所述的輸入輸出單元、存儲單元和顯示單元均連接所述的主控單元，所述的輸入輸出單元連接所述的數據採集卡的輸出端。
5.根據權利要求4所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的主控單元包括壓カ曲線繪製子単元和最大壓カ值檢測單元，所述的壓力曲線繪製子単元和最大壓カ值檢測單元均分別連接所述的輸入輸出單元、存儲單元和顯示單元。
6.根據權利要求2所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的加壓模塊為氣囊，所述的氣囊連通所述的三通管。
7.根據權利要求2所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的加壓模塊為氣泵，所述的氣泵的出氣ロ連通所述的三通管。
8.根據權利要求7所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的壓力數據顯示儀還包括氣泵控制単元，所述的氣泵控制單元連接所述的氣泵。
9.根據權利要求7所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的氣泵包括泵體、連通泵體的儲氣罐以及設置於泵體的過壓保護單元。
10.根據權利要求7所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的氣泵的最大出氣氣壓為O. 2MPa。
11.根據權利要求7所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在幹，所述的實驗裝置還包括節流閥，所述的氣泵的出氣ロ通過所述的節流閥連通所述的三通管。
12.根據權利要求I至11中任一項所述的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，其特徵在於，所述的雙通管為接空腔臟器雙通管或血管雙通管，該接空腔臟器雙通管或血管雙通管的一端通過乳膠管連通所述的三通管。
全文摘要
本發明涉及一種實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置，屬於動物實驗用設備技術領域。該測試裝置包括雙通管、三通管、加壓模塊和壓力檢測記錄模塊，其中雙通管、加壓模塊和壓力檢測記錄模塊均連通三通管，雙通管的另一端連通密閉的待測空腔臟器或血管內。利用本發明的測試裝置進行實驗的過程中，通過加壓模塊對待測空腔臟器或血管內部進行加壓，同時壓力檢測記錄模塊實時檢測並記錄壓力數據，一旦空腔臟器或血管出現破裂，壓力檢測記錄模塊所記錄的最高壓力數據即為破裂壓，從而使實驗過程更為簡單，觀測更加直觀，實驗數據也更為精確，更具科學性，且本發明的實驗動物空腔臟器及血管耐壓力學測試裝置的結構簡單，成本低廉，應用範圍較為廣泛。
文檔編號A61B5/22GK102688046SQ20121019144
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者嵇承棟, 李楨, 秦海慶, 鄭風 申請人:上海市楊浦區中心醫院