瓣膜組織力學(xué)特性測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、瓣膜是血液循環(huán)系統(tǒng)中非常重要的組織，其功能是保證血液的單向流動，當(dāng)瓣膜發(fā)生病變時會造成血液的回流，增加心臟的負(fù)擔(dān)，最終導(dǎo)致心臟衰竭，然而瓣膜的擴(kuò)張機(jī)理和力學(xué)特性還不是很清楚。正常的心臟瓣膜一生中要啟閉幾十億次，如此耐用的結(jié)構(gòu)組織材料的擴(kuò)張機(jī)理和力學(xué)特性的深入研究對瓣膜的回流修復(fù)手術(shù)起著重要的作用。對瓣膜力學(xué)特性的研究首先要基于瓣膜材料各向異性特性建立組織非線性力學(xué)模型，再利用離體實驗驗證數(shù)值模型，最終建立數(shù)字化瓣膜力學(xué)模型，優(yōu)化瓣膜回流

2、修復(fù)手術(shù)方案。
　　建立瓣膜的力學(xué)模型必須要對瓣膜組織進(jìn)行力學(xué)實驗來獲取材料的參數(shù)?，F(xiàn)在市場上對生物軟組織的力學(xué)實驗設(shè)備大多是單向拉伸機(jī)，而單向拉伸機(jī)只能進(jìn)行一維的力學(xué)研究而忽略了周向和徑向之間的耦合作用，不能滿足本課題組的實驗要求。本文在課題基金的資助下，針對瓣膜組織的特性，基于虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了一套雙軸拉伸系統(tǒng)。虛擬儀器由三部分組成:1.模塊化的硬件，本文中指的是PCI-6010數(shù)據(jù)采集卡，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，信號采集系統(tǒng)等硬件。2

3、.高效的軟件，本系統(tǒng)指的是LabVIEW8.6編程軟件。3.軟硬件平臺，在本文中指的是一臺帶有PCI插槽的電腦。本文中從硬件和軟件兩個方面闡述了整個設(shè)計過程。
　　本系統(tǒng)要達(dá)到的目的如下:
　　(1)能夠?qū)Π昴そM織在相互垂直的兩個方向上進(jìn)行拉伸，并且拉伸速度和拉伸比例可以設(shè)定。
　　(2)能夠自動的對試件多點(diǎn)的兩路力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和動態(tài)顯示。
　　(3)設(shè)計出一套易于實驗人員操作的人機(jī)交互界面。
　　

4、本系統(tǒng)的設(shè)計過程:
　　(1)根據(jù)要求設(shè)計系統(tǒng)的硬件部分，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)，以及它們之間的通訊問題。
　　(2)程序的編寫，其中包括LabVIEW軟件編程和步進(jìn)電機(jī)控制器編程，軟件的設(shè)計是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，上位機(jī)軟件LabVIEW程序是整個系統(tǒng)的心臟。
　　(3)最后對實驗儀器進(jìn)行了標(biāo)定，基于本實驗系統(tǒng)對心臟瓣膜的拉伸實驗進(jìn)行了設(shè)計。并且利用本系統(tǒng)對豬的二尖瓣進(jìn)行了簡單的實驗。結(jié)合實驗結(jié)果對兩種瓣膜的結(jié)