CN218105885U - 一种高速摄像3d打印血管流体力学分析仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，包括3D打印血管、液体灌注体件、压力测试体件、流体容纳罐、水泵和摄像机组，所述水泵的输入端和输出端分别与3D打印血管的两端连接，3D打印血管的一端开有进料孔，流体容纳罐与液体灌注体件连接，液体罐注体件能够将流体容纳罐内的液体通过进料孔注入3D打印血管，所述压力测试体件能够进入3D打印血管内测试3D打印血管内的压力，所述摄像机组能够拍摄记录液体的运动轨迹；本装置可以模拟测试3D打印血管流体运动时病变位置的血管压力，并模拟测试3D打印血管内真实流体学变化。

Description

一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器

技术领域

本实用新型涉及流体力学分析仪器技术领域，具体涉及一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器。

背景技术

高血压、冠心病和先天性血管狭窄等病发病率越来越高，对于儿童先天性血管发育不良的严重程度判断、辅助冠心病的严重程度判断以及高血压血管因素的严重程度判断等需要检测血管内的压力，目前血管内压力检查需要有创手术用导管进入身体内部测压，测量不方便且会给患者带来创伤。此外目前尚无可以模拟测试血管内真实流体学变化(湍流，急流，回流)的仪器。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，以模拟测试3D打印血管流体运动时病变位置的血管压力，并模拟测试3D打印血管内真实流体学变化。

一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，包括3D打印血管、液体灌注体件、压力测试体件、流体容纳罐、水泵和摄像机组，所述水泵的输入端和输出端分别与3D打印血管的两端连接，3D打印血管的一端开有进料孔，流体容纳罐与液体灌注体件连接，液体罐注体件能够将流体容纳罐内的液体通过进料孔注入3D打印血管，所述压力测试体件能够进入3D打印血管内测试3D打印血管内的压力，所述摄像机组能够拍摄记录液体的运动轨迹。

优选地，所述摄像机组包括三台摄像机，三台摄像机绕3D打印血管的周向均匀分布。

优选地，所述液体灌注体件包括横柱、立柱、气缸、滑动板、进液管、电磁阀和电池，所述横柱横向放置，立柱纵向放置，立柱与横柱的底壁连接，横柱内具有第一空腔，立柱内具有第二空腔，所述第一空腔的左壁开有出液孔，出液孔能够与进料孔连接，第一空腔的顶壁开有进液孔，进液孔处连接有进液管，流体容纳罐与进液管连接，进液管上设置有电磁阀，气缸和滑动板均设置于第一空腔内，滑动板与第一空腔的侧壁滑动密封连接，气缸位于滑动板右侧，气缸的输出端与滑动板连接，气缸能够带动滑动板左右运动，电池设置于第二空腔内，电池与气缸和电磁阀均连接，电池为气缸和电磁阀供电，立柱上设置有电磁阀控制按钮和气缸控制按钮，电磁阀控制按钮能够控制电磁阀的打开和关闭，气缸控制按钮能够控制气缸的运动。

优选地，所述压力测试体件包括PV导管、压力传感器、单片机和显示屏，所述PV导管顶端穿过第二空腔进入第一空腔的顶壁，然后从出液孔的顶壁穿出后进入出液孔内，再经过出液孔位于出液孔的左侧，压力传感器设置于PV导管顶端的端部，PV导管能够带动压力传感器穿过进料孔进入3D打印血管内腔，压力传感器能够检测3D打印血管内的压力并将信息反馈给单片机，单片机与显示屏连接，单片机能够将处理后的信息发送给显示屏，显示屏上能够显示压力数值信息。

优选地，所述进料孔处连接有进料筒，所述出液孔处连接有出料筒，出料筒与进料筒可拆卸连接。

优选地，所述出料筒与进料筒螺纹连接。

优选地，所述流体容纳罐与进液管可拆卸连接。

优选地，所述流体容纳罐与进液管螺纹连接。

优选地，所述电池为充电电池。

本实用新型的有益效果体现在：本技术方案中通过设置3D打印血管、液体灌注体件、压力测试体件、流体容纳罐、水泵和摄像机组，使用时，将流体容纳罐内的特定量液体注入3D打印血管内，液体的量可以根据彩超等方式进行预估，待液体进入到3D打印血管内稳定后，此时根据彩超测量的人体血管正常部分内的流量，通过4V平方估算压力值，然后水泵启动并控制水泵的输入压力等于估算压力值，水泵带动3D打印血管内的液体流动，压力测试体件进入到3D打印血管的病变位置，在液体流动的过程中模拟测试3D打印血管内流体运动时病变位置的血管压力，摄像机拍摄示踪剂在3D打印血管内的运动轨迹，然后通过3D合成技术合成示踪剂的运动轨迹，从而模拟测试3D打印血管内真实流体学变化，辅助进行儿童先天性血管发育不良的严重程度判断、辅助冠心病的严重程度判断以及高血压血管因素的严重程度判断。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的主视剖面图。

附图中，1-3D打印血管，4-水泵，5-摄像机，21-横柱，22-立柱，23-气缸，24-滑动板，25-进液管，26-电磁阀，27-电池，31-PV导管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

如图1所示，本实施例中提供了一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，包括3D打印血管1、液体灌注体件、压力测试体件、流体容纳罐、水泵4和摄像机组，所述水泵4的输入端和输出端分别与3D打印血管1的两端连接，3D打印血管1的一端开有进料孔，流体容纳罐与液体灌注体件连接，液体罐注体件能够将流体容纳罐内的液体通过进料孔注入3D打印血管1，所述压力测试体件能够进入3D打印血管1内测试3D打印血管1内的压力，所述摄像机组能够拍摄记录液体的运动轨迹。

本实施例中所述摄像机组包括三台摄像机5，三台摄像机5绕3D打印血管1的周向均匀分布。

本实施例中通过设置3D打印血管1、液体灌注体件、压力测试体件、流体容纳罐、水泵4和摄像机组，3D打印血管1是通过3D打印技术打印的血管模型，在使用时，打开液体灌注体件的开关，将流体容纳罐内的特定量液体注入3D打印血管1内，液体的量可以根据彩超等方式进行预估，液体为非牛顿流体和示踪剂的混合液，待液体进入到3D打印血管1内稳定后，此时根据彩超测量的人体血管正常部分内的流量，通过4V平方估算压力值，然后水泵4启动并控制水泵4的输入压力等于估算压力值，水泵4带动3D打印血管1内的液体流动，摄像机组打开，压力测试体件进入到3D打印血管1的病变位置，比如血管变狭窄的位置，在液体流动的过程中模拟测试3D打印血管1内流体运动时病变位置的血管压力，这样可以简化测试人体内血管病变位置压力操作的繁杂度，同时避免测量血管内压力时给患者带来创伤，摄像机5为高速摄像机，摄像机拍摄示踪剂在3D打印血管1内的运动轨迹，然后通过3D合成技术合成示踪剂的运动轨迹，从而模拟测试3D打印血管1内真实流体学变化，辅助进行儿童先天性血管发育不良的严重程度判断、辅助冠心病的严重程度判断以及高血压血管因素的严重程度判断。

本实施例中所述液体灌注体件包括横柱21、立柱22、气缸23、滑动板24、进液管25、电磁阀26和电池27，所述横柱21横向放置，立柱22纵向放置，立柱22与横柱21的底壁连接，横柱21内具有第一空腔，立柱22内具有第二空腔，所述第一空腔的左壁开有出液孔，出液孔能够与进料孔连接，第一空腔的顶壁开有进液孔，进液孔处连接有进液管25，流体容纳罐与进液管25连接，进液管25上设置有电磁阀26，气缸23和滑动板24均设置于第一空腔内，滑动板24与第一空腔的侧壁滑动密封连接，气缸23位于滑动板24右侧，气缸23的输出端与滑动板24连接，气缸23能够带动滑动板24左右运动，电池27设置于第二空腔内，电池27与气缸23和电磁阀26均连接，电池27为气缸23和电磁阀26供电，立柱22上设置有电磁阀控制按钮和气缸控制按钮，电磁阀控制按钮能够控制电磁阀26的打开和关闭，气缸控制按钮能够控制气缸23的运动。

本实施例中所述压力测试体件包括PV导管31、压力传感器、单片机和显示屏，所述PV导管31顶端穿过第二空腔进入第一空腔的顶壁，然后从出液孔的顶壁穿出后进入出液孔内，再经过出液孔位于出液孔的左侧，压力传感器设置于PV导管31顶端的端部，PV导管31能够带动压力传感器穿过进料孔进入3D打印血管1内腔，压力传感器能够检测3D打印血管1内的压力并将信息反馈给单片机，单片机与显示屏连接，单片机能够将处理后的信息发送给显示屏，显示屏上能够显示压力数值信息。

具体使用过程中，首先将电磁阀26关闭，滑动板24位于进液孔右侧，将出液孔与进料孔连接，注入非牛顿力学液体时，打开电磁阀26，流体容纳罐内的液体受重力作用流入第二空腔内，然后关闭电磁阀26，启动气缸23，气缸23输出轴运动带动滑动板24从右向左运动，将第二空腔内的液体抵持进入3D打印血管1内，然后向上推动PV导管31，PV导管31的顶端穿过进料孔进入3D打印血管1内，压力传感器对3D打印血管1内入口处的压力进行检测。本实施例中压力传感器采用高精度的压力传感器。

本实施例中所述进料孔处连接有进料筒，所述出液孔处连接有出料筒，出料筒与进料筒可拆卸连接。本实施例中所述出料筒与进料筒螺纹连接。如此可以便于3D打印血管1与液体灌注体件的连接。

本实施例中所述流体容纳罐与进液管25可拆卸连接。

本实施例中所述流体容纳罐与进液管25螺纹连接。

本实施例中所述电池27为充电电池。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，包括3D打印血管(1)、液体灌注体件、压力测试体件、流体容纳罐、水泵(4)和摄像机组，所述水泵(4)的输入端和输出端分别与3D打印血管(1)的两端连接，3D打印血管(1)的一端开有进料孔，流体容纳罐与液体灌注体件连接，液体罐注体件能够将流体容纳罐内的液体通过进料孔注入3D打印血管(1)，所述压力测试体件能够进入3D打印血管(1)内测试3D打印血管(1)内的压力，所述摄像机组能够拍摄记录液体的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述摄像机组包括三台摄像机(5)，三台摄像机(5)绕3D打印血管(1)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述液体灌注体件包括横柱(21)、立柱(22)、气缸(23)、滑动板(24)、进液管(25)、电磁阀(26)和电池(27)，所述横柱(21)横向放置，立柱(22)纵向放置，立柱(22)与横柱(21)的底壁连接，横柱(21)内具有第一空腔，立柱(22)内具有第二空腔，所述第一空腔的左壁开有出液孔，出液孔能够与进料孔连接，第一空腔的顶壁开有进液孔，进液孔处连接有进液管(25)，流体容纳罐与进液管(25)连接，进液管(25)上设置有电磁阀(26)，气缸(23)和滑动板(24)均设置于第一空腔内，滑动板(24)与第一空腔的侧壁滑动密封连接，气缸(23)位于滑动板(24)右侧，气缸(23)的输出端与滑动板(24)连接，气缸(23)能够带动滑动板(24)左右运动，电池(27)设置于第二空腔内，电池(27)与气缸(23)和电磁阀(26)均连接，电池(27)为气缸(23)和电磁阀(26)供电，立柱(22)上设置有电磁阀控制按钮和气缸控制按钮，电磁阀控制按钮能够控制电磁阀(26)的打开和关闭，气缸控制按钮能够控制气缸(23)的运动。

4.根据权利要求3所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述压力测试体件包括PV导管(31)、压力传感器、单片机和显示屏，所述PV导管(31)顶端穿过第二空腔进入第一空腔的顶壁，然后从出液孔的顶壁穿出后进入出液孔内，再经过出液孔位于出液孔的左侧，压力传感器设置于PV导管(31)顶端的端部，PV导管(31)能够带动压力传感器穿过进料孔进入3D打印血管(1)内腔，压力传感器能够检测3D打印血管(1)内的压力并将信息反馈给单片机，单片机与显示屏连接，单片机能够将处理后的信息发送给显示屏，显示屏上能够显示压力数值信息。

5.根据权利要求3所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述进料孔处连接有进料筒，所述出液孔处连接有出料筒，出料筒与进料筒可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述出料筒与进料筒螺纹连接。

7.根据权利要求3所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述流体容纳罐与进液管(25)可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述流体容纳罐与进液管(25)螺纹连接。

9.根据权利要求3所述的一种高速摄像3D打印血管流体力学分析仪器，其特征在于，所述电池(27)为充电电池。

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