CN107101869A - 一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及介入治疗用医疗器械领域，具体而言是涉及一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机及其使用方法，其特征在于，其结构包括底座、变速滑台、伺服电机、固定托架、导丝性能测试夹具、导丝夹具、测力装置和过程控制计算机组成，所述导丝性能测试夹具可更换，过程控制计算机与伺服电机进行数据通讯，用于对变速滑台的移动速度和移动距离进行闭环控制，所述过程控制计算机通过数据线与测力装置相连，对测得数据进行记录和统计。与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了目前导丝测试设备功能不全的问题，在同一台试验机上实现对导丝的多种力学性能和材料性能的测试，有利于对导丝的相关性能做出更准确的评估，方便导丝的选用和指标测评。
Description
技术领域
本发明涉及介入治疗用医疗器械领域，具体而言是涉及一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机及其使用方法。
背景技术
导丝是现代血管内治疗的一种基础器械，现代医学中的造影、取栓、安放支架和输卵管再通等手术都离不开导丝的应用。介入治疗就是在医学影像设备的引导下，将导丝、导管等特定医疗器械导入人体病变部位，并对其进行诊断和治疗的一种技术。导丝是一种用于介入手术的常用器械，导丝的作用是对其他器械起到支撑、导引和定位，随着介入手术的高速发展，人们对导丝的性能也提出了越来越严格的要求。
比如适用于处理大多数常见病变的一线导丝，首先要考虑导丝的安全性，要求导丝具有柔软的头端，可最大程度上避免并发症。其次考虑导丝的有效性，要求导丝具有中等支撑力，能满足输送一般器械的要求，持久的耐用性，长时间或多血管使用不发生永久性变形，出色的扭控性和跟踪性，易于到达血管远端。一些特殊的病变类型，对导丝的性能提出更多的要求。对于迂曲血管类病变，普通导丝不易到达病变，通常侧枝血管呈锐角发出，要求导丝具有杰出的扭控性和跟踪性，头端无脱垂，以及良好的操控性，常选用带有全程聚合物护套外覆亲水涂层的超滑导丝。对于需要超强支撑的病变，则导丝需要提供高强度的支撑力和柔软的头端，起到增加支撑和拉直血管的作用。对于慢性闭塞性病变，导丝在通过闭塞病变的同时，尽量减少对血管的损伤的可能，要求导丝具有良好的头端操控性，强化通过性的较硬锥形头端，以及良好的触觉反馈。
综上所述，导丝的支撑力、柔顺性、操控性、可视性、润滑性、跟踪性、头端硬度、触觉反馈等性能决定了导丝的产品性能，对于以上性能的精准评价，可以对导丝的选用和定量测评起到重要作用。然而目前国内外用于测试导丝相关力学性能的设备功能还比较单一，无法在一台测试设备上实现导丝的多种力学性能测试，并且国内对于导丝力学性能测试方面，也缺乏系统的测试方法，亟待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机及其使用方法，克服现有技术的不足，解决目前测试导丝相关力学性能的设备功能不全的问题，本发明旨在实现将导丝的多种力学性能测试集中在一台试验机上完成，通过计算机程序控制试验机的运行并记录相关检测数据，可以检测导丝柔顺性、头端硬度、穿孔力、推送性等力学性能，以及末端轴记忆性和导丝顺滑性等材料性能，使测量结果精确，测试结果可重复性高，这些都有助于对导丝的相关性能做出更准确的定量评估。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样的。
一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，其结构包括底座、变速滑台、伺服电机、固定托架、导丝性能测试夹具、导丝夹具、测力装置和过程控制计算机组成，所述底座上设有变速滑台和固定托架，所述伺服电机位于底座的一端，所述伺服电机轴与变速滑台通过丝杠副或螺杆副相连接；所述固定托架或变速滑台上设有可更换的导丝性能测试夹具，所述变速滑台或固定托架上设有测力装置，测试时，所述导丝性能测试夹具与所述测力装置位置相对，所述测力装置与导丝夹具相连接，所述导丝夹具内夹有导丝，所述过程控制计算机与伺服电机进行数据通讯，用于对变速滑台的移动速度和移动距离进行闭环控制，所述过程控制计算机通过数据线与测力装置相连，对测得数据进行记录和统计。
所述导丝夹具为三通结构，包括主通道、夹头和侧支通道，所述主通道的一端为与测力装置相连的连接端，所述主通道的另一端与夹头活连接，所述夹头上设有导丝过孔，所述侧支通道与主通道中心轴线之间成30°~60°的夹角，测试时，导丝由侧支通道穿入，由夹头处穿出固定。
所述导丝性能测试夹具为柔顺性测试夹具，夹具上设有平底圆孔，平底圆孔直径比导丝直径大0.04~0.06mm，平底圆孔深度为5~10mm，测试时，导丝头端顶在平底圆孔中，变速滑台继续前行20~50mm的距离，过程控制计算机记录测试过程中测力装置的数值变化并绘制曲线。
所述导丝性能测试夹具为头端硬度测试夹具，夹具上设有锥底圆孔，所述锥底圆孔孔径5~6mm，锥底高度为1~3mm,锥度为1:10~1:15，测试时，导丝头端顶在锥底圆孔中，变速滑台继续前行直到导丝形成2~3mm的挠度时，过程控制计算机记录此时测力装置的数值。
所述导丝性能测试夹具为穿孔模型夹具，夹具上设有引导孔和模拟介质, 所述模拟介质通过夹持物固定在引导孔的横断截面处，测试时，导丝匀速前行直到穿透模拟介质，过程控制计算机记录此过程中测力装置的最大值。
所述导丝性能测试夹具为导丝推送性测试夹具，夹具上设有一段导管，导管一端与推送夹头连接，测试时，导丝一端由所述导丝夹具固定，另一端穿过导管由推送夹头固定，两固定端之间导丝长度不少于150mm，变速滑台匀速前行直至导丝弯曲，过程控制计算机记录此过程中测力装置的最大值即为导丝推送力。
所述导丝性能测试夹具为迂曲血管模型，其上设有仿真血管孔道，所述仿真血管孔道内径为1.5~2.5mm，包括4~6个弯曲段，全长800~1000mm，所述弯曲段的弯曲半径为30~50mm，弯曲段角度为90°和180°两种间隔排列，测试时，导丝前端盘置于仿真血管孔道，导丝尾端固定在导丝夹具中，变速滑台匀速推送/拉出导丝，过程控制计算机记录此过程中测力装置的数值，数值越小表示顺滑性越好。
所述导丝性能测试夹具为末端轴记忆测试模具，夹具上设有圆底圆孔，所述圆底圆孔直径10~12mm，圆底深度为5~6mm，测试时，导丝头端沿圆底圆孔内壁切入，变速滑台继续前行直到导丝头端触底弯曲，重复测试20~30次，目测观察导丝弯曲部分变化并记录。
本发明一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机的使用方法，使用上述权利要求1~8所述的任一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，按不同导丝性能测试项目更换相应导丝性能测试夹具，通过过程控制计算机执行相应运行程序，控制变速滑台的行进速度以及行进距离，同时配合实时采集测力装置的数值，完成导丝的各项力学性能和/或材料性能的测试，同时自动形成数据记录和受力曲线的绘制。
所述力学性能包括导丝柔顺性、头端硬度、穿孔力、推送性中的一种或两种以上的组合；所述材料性能包括末端轴记忆性和导丝顺滑性中的一种或两种组合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是。
1）解决了目前导丝测试设备功能不全的问题，通过按不同导丝性能测试项目更换相应导丝性能测试夹具，在同一台试验机上实现对导丝的多种力学性能和材料性能的测试，通过电脑程序控制设备的运行并记录相关检测数据，可以检测导丝柔顺性、头端硬度、穿孔力、推送杆强度等力学性能以及显示导丝材料性能的末端轴记忆性和导丝顺滑性等诸多性能。
2）改良了传统导丝夹具，增加了侧支通道，不必拆卸测力装置就可以实现导丝的快速交换，显著地提高了导丝性能测试的效率，同时提高了单项测试结果的可重复性。
3）由于每项测试都有准确的数值记录证明，将导丝行业内的常规定性检测升级为定量检测，测试结果更客观，测量结果精确，有利于对导丝的相关性能做出更准确的评估，方便导丝的选用和指标测评。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的多功能试验机实施例结构示意图。
图2为本发明提供的导丝夹具实施例结构示意图。
图3为本发明提供的柔顺性测试示意图。
图4为本发明提供的头端硬度测试示意图。
图5为本发明提供的穿孔性测试示意图。
图6为本发明提供的推送性测试示意图。
图7为本发明提供的导丝顺滑性测试示意图。
图8为本发明提供的迂曲血管模型实施例结构示意图。
图9为本发明提供的末端轴记忆性测试示意图。
图中：1－底座，2－变速滑台，3－伺服电机，4－固定托架，5－导丝性能测试夹具，6－导丝夹具，7－测力装置，8－过程控制计算机，9－导丝，10－主通道，11－夹头，12－侧支通道，13－导丝过孔，14－柔顺性测试夹具，15－平底圆孔，16－头端硬度测试夹具，17－锥底圆孔，18－穿孔模型夹具，19－引导孔，20－模拟介质，21－夹持物，22－导丝推送性测试夹具，23－导管，24－推送夹头，25－迂曲血管模型，26－仿真血管孔道，27－末端轴记忆测试模具，28－圆底圆孔，29－内螺纹连接端，30－弯曲段，31-细管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
见图1，是本发明一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机实施例结构示意图，包括底座1、变速滑台2、伺服电机3、固定托架4、导丝性能测试夹具5、导丝夹具6、测力装置7和过程控制计算机8组成，底座1上设有变速滑台2和固定托架4，伺服电机3位于底座1的一端，伺服电机轴与变速滑台2通过丝杠副或螺杆副相连接；固定托架4上设有可更换的导丝性能测试夹具5，变速滑台2上设有测力装置7，测试时，导丝性能测试夹具5与测力装置7的位置相对，测力装置7连接导丝夹具6，导丝夹具6用于装夹导丝9，过程控制计算机8与伺服电机3进行数据通讯，用于对变速滑台2的移动速度和移动距离进行闭环控制，过程控制计算机8通过数据线与测力装置7相连，对测得数据进行记录和统计。
本发明多功能试验机的使用方法就是按不同导丝性能测试项目更换相应导丝性能测试夹具，并通过过程控制计算机8执行相应运行程序，控制变速滑台2的行进速度以及行进距离，同时配合实时采集测力装置7的数值，完成导丝9的各项力学性能和/或材料性能的测试，同时自动形成数据记录和受力曲线的绘制。本发明适用测试的力学性能包括导丝柔顺性、头端硬度、穿孔力、推送性中的一种或两种以上的组合；本发明适用测试的材料性能包括末端轴记忆性和导丝顺滑性中的一种或两种。
见图2，为本发明提供的导丝夹具实施例结构示意图，导丝夹具为三通结构，包括主通道10、夹头11和侧支通道12，主通道10的一端为与测力装置相连的内螺纹连接端29，主通道10的另一端与夹头11通过螺纹活连接，夹头11上设有导丝过孔13，侧支通道12与主通道10中心轴线之间成45°的夹角α，测试时，导丝9由侧支通道12穿入，由夹头11处穿出并固定。由于增加了侧支通道12，可以不必拆卸测力装置就实现导丝的快速交换，显著地提高了导丝性能测试的效率，同时提高了单项测试结果的可重复性
见图3，为本发明提供的柔顺性测试示意图，柔顺性测试夹具14上设有平底圆孔15，平底圆孔直径D1比导丝直径大0.04mm，平底圆孔深度H1为5mm，测试时，先将导丝9头端顶在圆孔底部，保证导丝在压力下不会出现打滑现象，使伺服电机带动变速滑台继续前行30mm，将导丝从50mm压缩至20mm，测试过程中过程控制计算机记录测力装置的数值变化并绘制曲线，在导丝头端压缩过程中所测得的最大应力定义为导丝头端的平均应力。所测的应力数值越大，则代表导丝头端的硬度越大。柔顺性的测试方法可用于评价导丝本身随血管弯曲程度变化的能力。
见图4，为本发明提供的头端硬度测试示意图，头端硬度测试夹具16上设有锥底圆孔17，锥底圆孔孔径D2为5mm，锥底高度H2为1mm,锥度为1:15，测试时，导丝9头端顶在锥底圆孔底部，变速滑台继续前行直到导丝形成2mm的挠度时，过程控制计算机记录此时测力装置的数值，用该数值表征导丝的头端硬度。头端硬度越大，同等直径下，导丝穿过血栓的可能性越大，同时导丝刺破血管壁的可能性越大。
见图5，为本发明提供的穿孔性测试示意图，穿孔模型夹具18上设有引导孔19和模拟介质20, 模拟介质20为厚0.016mm的铝箔，通过夹持物21固定在引导孔19的横断截面处，测试时，导丝9匀速前行直到穿透模拟介质20，过程控制计算机记录此过程中测力装置的最大值。穿孔性测试是用来模拟导丝在血管中行走时，导丝穿透血管壁时所需的力。为了固定导丝和防止导丝弯曲在导丝9外穿有细管31，使用铝箔模拟血管壁，夹持物21为两个带孔金属片。使变速滑台匀速推送导丝，直至导丝穿透铝箔，此过程中出现的最大力即为导丝穿透血管时需要的力。所测得的力越大，则导丝刺穿血管的可能性越小。
见图6，为本发明提供的推送性测试示意图，导丝推送性测试夹具22上设有一段导管23，导管23一端与推送夹头24连接，测试时，导丝9一端由导丝夹具6固定，另一端穿过导管由推送夹头固定，两固定端之间导丝长度为150mm，变速滑台匀速前行直至导丝弯曲后长度为50mm，过程控制计算机记录此过程中测力装置的最大值即为导丝推送力，导丝的推送力越大，则表示导丝的推送性越好。
见图7，为本发明提供的导丝顺滑性测试示意图，将导丝9头端穿过迂曲血管模型25，尾端固定于导丝夹具6上，使变速滑台匀速推送/拉出导丝，测力装置记录此过程中的平均应力，该应力越小，则导丝通过迂曲血管的能力越强，导丝的顺滑性越好。
见图8，为本发明提供的迂曲血管模型实施例结构示意图，迂曲血管模型25上设有仿真血管孔道26，仿真血管孔道内径D3为2mm，包括4个弯曲段30，全长1000mm，弯曲段的弯曲半径为30mm，弯曲段30角度为90°和180°两种间隔排列。各弯曲段弯曲半径可不相同。此模型可根据需要设置多种规格尺寸，用于测试不同用途的导丝。
见图9，为本发明提供的末端轴记忆性测试示意图，末端轴记忆测试模具27上设有圆底圆孔28，圆底圆孔直径D4为10mm，圆底深度H3为5mm，测试时，导丝9头端沿圆底圆孔内壁切入，变速滑台继续前行直到导丝头端触底弯曲，重复测试20次，目视观察导丝弯曲部分变化，检查导丝有无产生永久塑形变形，导丝、绕丝是否有断裂，如有涂层，检查涂层是否发生剥落，并做好记录。末端轴记忆性测试用来评价导丝远端的形状保持能力。
以上实施例仅是为详细说明本发明的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制本发明的保护范围，凡在不违背本发明的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，其结构包括底座、变速滑台、伺服电机、固定托架、导丝性能测试夹具、导丝夹具、测力装置和过程控制计算机组成，所述底座上设有变速滑台和固定托架，所述伺服电机位于底座的一端，所述伺服电机轴与变速滑台通过丝杠副或螺杆副相连接；所述固定托架或变速滑台上设有可更换的导丝性能测试夹具，所述变速滑台或固定托架上设有测力装置，测试时，所述导丝性能测试夹具与所述测力装置位置相对，所述测力装置与导丝夹具相连接，所述导丝夹具内夹有导丝，所述过程控制计算机与伺服电机进行数据通讯，用于对变速滑台的移动速度和移动距离进行闭环控制，所述过程控制计算机通过数据线与测力装置相连，对测得数据进行记录和统计。
2.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝夹具为三通结构，包括主通道、夹头和侧支通道，所述主通道的一端为与测力装置相连的连接端，所述主通道的另一端与夹头活连接，所述夹头上设有导丝过孔，所述侧支通道与主通道中心轴线之间成30°~60°的夹角，测试时，导丝由侧支通道穿入，由夹头处穿出固定。
3.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝性能测试夹具为柔顺性测试夹具，夹具上设有平底圆孔，平底圆孔直径比导丝直径大0.04~0.06mm，平底圆孔深度为5~10mm，测试时，导丝头端顶在平底圆孔中，变速滑台继续前行20~50mm的距离，过程控制计算机记录测试过程中测力装置的数值变化并绘制曲线。
4.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝性能测试夹具为头端硬度测试夹具，夹具上设有锥底圆孔，所述锥底圆孔孔径5~6mm，锥底高度为1~3mm,锥度为1:10~1:15，测试时，导丝头端顶在锥底圆孔中，变速滑台继续前行直到导丝形成2~3mm的挠度时，过程控制计算机记录此时测力装置的数值。
5.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝性能测试夹具为穿孔模型夹具，夹具上设有引导孔和模拟介质, 所述模拟介质通过夹持物固定在引导孔的横断截面处，测试时，导丝匀速前行直到穿透模拟介质，过程控制计算机记录此过程中测力装置的最大值。
6.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝性能测试夹具为导丝推送性测试夹具，夹具上设有一段导管，导管一端与推送夹头连接，测试时，导丝一端由所述导丝夹具固定，另一端穿过导管由推送夹头固定，两固定端之间导丝长度不少于150mm，变速滑台匀速前行直至导丝弯曲，过程控制计算机记录此过程中测力装置的最大值即为导丝推送力。
7.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝性能测试夹具为迂曲血管模型，其上设有仿真血管孔道，所述仿真血管孔道内径为1.5~2.5mm，包括4~6个弯曲段，全长800~1000mm，所述弯曲段的弯曲半径为30~50mm，弯曲段角度为90°和180°两种间隔排列，测试时，导丝前端盘置于仿真血管孔道，导丝尾端固定在导丝夹具中，变速滑台匀速推送/拉出导丝，过程控制计算机记录此过程中测力装置的数值，数值越小表示顺滑性越好。
8.根据权利要求1所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，其特征在于，所述导丝性能测试夹具为末端轴记忆测试模具，夹具上设有圆底圆孔，所述圆底圆孔直径10~12mm，圆底深度为5~6mm，测试时，导丝头端沿圆底圆孔内壁切入，变速滑台继续前行直到导丝头端触底弯曲，重复测试20~30次，目测观察导丝弯曲部分变化并记录。
9.一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机的使用方法，其特征在于，使用上述权利要求1~8所述的任一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机，按不同导丝性能测试项目更换相应导丝性能测试夹具，通过过程控制计算机执行相应运行程序，控制变速滑台的行进速度以及行进距离，同时配合实时采集测力装置的数值，完成导丝的各项力学性能和/或材料性能的测试，同时自动形成数据记录和受力曲线的绘制。
10.根据权利要求9所述的一种用于导丝力学性能测试的多功能试验机的使用方法，其特征在于，所述力学性能包括导丝柔顺性、头端硬度、穿孔力、推送性中的一种或两种以上的组合；所述材料性能包括末端轴记忆性和导丝顺滑性中的一种或两种组合。
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