CN101380490A - 人工心脏实验台 - Google Patents
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Abstract
人工心脏实验台，属于生物医学工程技术领域，涉及一种可实时监测人工心脏血泵工作状态的医学实验系统。该人工心脏实验台，包括通过血管循环连接的血液容器、血泵、阻尼阀，血泵由控制器提供动力，控制器接电源，其特征在于：在血泵上设置有监测血泵温度和血泵转速的温度传感器和转速传感器，在血泵的入口和出口处分别设有入口压力传感器和出口压力传感器，在血管上设有流量传感器；电源具有电压和电流指示输出；各传感器的信号经滤波放大后连同电源的电压和电流指示信号分别接到数据采集器，数据采集器将各路模拟信号转换为数字信号后通过USB接口送到PC机进行存储及实时显示。
Description
技术领域
本发明属于生物医学工程技术领域，涉及一种可用于教学的实时监测人工心脏血泵工作状态的医学实验系统。
背景技术
人工心脏在挽救人的生命中起到了越来越大的作用，对人工心脏的研究也在不断深入。人们正在不断改进人工心脏，使之更加符合人体的需要。人工心脏的核心是血泵，其中，血泵的功率、温度、转速，以及血泵入口和出口的压差和血液的流速是几个重要参数，要想改善这些参数，首先需要得到这些参数。专利号为US2006229488A1的专利文件中，提供了一种血压监测装置，该装置可监测血泵的血压及血液的流速和血泵的功率等参数。但该装置没有将这些参数存储的功能，并且不能通过计算机将各参数实时形象地进行显示。对各种参数的存储可以对分析、优化人工心脏起到重要的作用，而目前还没有针对人工心脏的实时显示和参数存储的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够测量人工心脏工作时的各主要参数并能存储这些参数和实时显示人工心脏工作状态的人工心脏实验台。
本发明采取了如下技术方案：人工心脏实验台，包括通过血管循环连接的血液容器、血泵、阻尼阀，血泵由控制器提供动力，控制器接电源，其特征在于：在血泵上设置有监测血泵温度和血泵转速的温度传感器和转速传感器，在血泵的入口和出口处分别设有入口压力传感器和出口压力传感器，在血管上设有流量传感器；电源具有电压和电流指示输出；各传感器的信号经滤波放大后连同电源的电压和电流指示信号分别接到数据采集器，数据采集器将各路模拟信号转换为数字信号后通过USB接口送到PC机进行存储及实时显示。
该实验台中的血液容器为下部设有进口、上部设有出口的密封容器。
该实验台中的入口压力传感器和出口压力传感器采用Icsenor-Model1620型压力传感器，并配有相应的输出为1～5V的滤波放大器；该实验台中的流量传感器为ALL-BFS超声多普勒血流仪，并配有相应的输出为1～5V的滤波放大器；该实验台中的温度传感器、转速传感器分别采用DS18B20型温度传感器、SZHG-01型霍尔效应式转速传感器，分别并配有相应的输出为1～5V的滤波放大器。
本发明的有益效果是：本实验台可将人工心脏的各主要参数进行采集并送到计算机进行存储和实时显示。可直观了解人工心脏的工作状态及以后分析人工心脏的改善方案。
附图说明
图1为本发明人工心脏实验台的结构示意图；
图2为计算机数据处理程序流程图。
具体实施方式
如图1所示，本方案中的血液容器用有机玻璃制作，在容器的侧壁的上部和下部各开一个孔，作为血液的出口和入口；本方案中的血管采用医用塑料管。将两根医用塑料管接到血液容器的入口和出口，再分别接血泵和阻尼阀，血泵和阻尼阀之间再用另外一根医用塑料管连接。血泵为待实验的人工心脏泵，阻尼阀为手动阻止阀。在血泵的入口和出口处安置压力传感器，压力传感器采用Icsenor-Model 1620型压力传感器，插在血泵的入口和出口处的医用塑料管上。流量传感器采用ALL-BFS超声多普勒血流仪，该血流仪安置在任一处的医用塑料管外即可。采用DS18B20型温度传感器测量血泵的温度，采用SZHG-01型霍尔效应式转速传感器测量血泵的转速，DS18B20型温度传感器和SZHG-01型霍尔效应式转速传感器贴放在血泵外壁上即可。本方案中的控制器根据血泵的情况选定，若血泵为三相线圈，可采用具有三相电流型PWM控制功能的控制器。本方案中控制器的电源采用GW-GPC-3030D型直流电源，该电源的电压可调，且具有电压和电流指示输出功能。
本方案中的各传感器接相应的滤波放大器，滤波放大器将各传感器的信号转换为1～5V的标准信号，然后接到数据采集器；各滤波放大器皆为带通滤波器，可滤除白噪声。滤波放大器根据各传感器的性能采用公知技术制作。
本方案中的数据采集器采用8201型USB数据采集器，该采集器最多可接32路输入，通过USB接口将转换为数字信号后的各路数据送到计算机。
计算机将采集到的数据进行接收、数字滤波、存储、显示，如图2所示。图2是数据处理程序的流程图，该程序可以对数据进行数字滤波，在时域内显示各采集点的值；并设有阈值，当某点的值超过阈值时，发出报警；该程序还可对数据进行存储，用于以后的分析、统计。
Claims (4)
1.人工心脏实验台，包括通过血管循环连接的血液容器、血泵、阻尼阀，血泵由控制器提供动力，控制器接电源，其特征在于：在血泵上设置有监测血泵温度和血泵转速的温度传感器和转速传感器，在血泵的入口和出口处分别设有入口压力传感器和出口压力传感器，在血管上设有流量传感器；电源具有电压和电流指示输出；各传感器的信号经滤波放大后连同电源的电压和电流指示信号分别接到数据采集器，数据采集器将各路模拟信号转换为数字信号后通过USB接口送到PC机进行存储及实时显示。
2.根据权利要求1所述的人工心脏实验台，其特征在于：所述的血液容器为下部设有进口、上部设有出口的密封容器。
3.根据权利要求1所述的人工心脏实验台，其特征在于：所述的入口压力传感器和出口压力传感器采用Icsenor-Model 1620型压力传感器，并配有相应的输出为1～5V的滤波放大器。
4.根据权利要求1所述的人工心脏实验台，其特征在于：所述的流量传感器为ALL-BFS超声多普勒血流仪，并配有相应的输出为1～5V的滤波放大器。
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