CN113441851A - 人工血管的开孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种人工血管的开孔方法，包括定位并切割基准孔和连接孔，所述定位并切割基准孔和连接孔的步骤包括：在所述人工血管主体表面定位所述基准孔的中心点，以所述基准孔的中心点为圆心，基于所述基准孔的预设半径在所述人工血管主体表面进行切割形成所述基准孔；沿所述基准孔的中心点的同一周向和轴向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点，以所述连接孔的中心点为圆心，基于所述连接孔的预设半径在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的开孔起始点，并切割形成所述连接孔。本实施例形成的孔在人工血管上所处的位置与预设的一致，孔位准确；切孔的形状规整，提升了人工血管产品的整体质量。

Description

人工血管的开孔方法

技术领域

本发明涉及人工血管修复技术领域，特别是涉及人工血管的开孔方法。

背景技术

胸主动脉疾病是临床上一种十分凶险的疾病，其病程死亡率高，手术相关并发症多，一直困扰着心人工血管外科领域。

随着新技术和新型人工血管材料的应用，分支型人工血管产品被广泛应用在胸主动脉疾病的治疗中，例如可直接采用分支型人工血管替换主动脉病变部位，因此分支型人工血管的性能是决定治疗效果的关键因素，而决定分支型人工血管性能的核心技术为人工血管的切孔技术。人工血管表面通常开设多个用于与对接的人工血管缝合连接的连接孔，且多个连接孔通常沿人工血管长度方向以及与长度方向相垂直的方向分布在人工血管表面，整体分布通常呈“T”型或“L”型。目前国内的分支型人工血管产品由于技术条件的限制很难达到较高的精确度，通常存在以下问题：首先，分支型人工血管产品本身作为空心圆柱状三维立体结构，虽然人工血管上不同孔的中心点之间的间距以及各个孔的半径皆预先设定好，但由于不能预先在人工血管标记，一个连接孔形成后切割设备无法准确定位到其余各个连接孔，切割形成的各个连接孔在人工血管上所处的位置并不准确；另外，成孔的形状大多呈椭圆形或其他形状很不规整的形状，不能满足使用要求。

上述两点降低了人工血管产品的整体质量，切孔不精确的人工血管产品与人体内的人工血管缝合后在人体内的位置也会出现偏移，进而导致人体出现并发症状，难以保证治疗效果，使用安全性较差，因而无法满足临床使用要求。

发明内容

基于此，有必要针对各个连接孔无法准确定位并且成孔的形状大多不规整的问题，提供一种人工血管的开孔方法。

一种人工血管的开孔方法，包括定位并切割基准孔和连接孔，所述定位并切割基准孔和连接孔的步骤包括：

在所述人工血管主体表面定位所述基准孔的中心点，以所述基准孔的中心点为圆心，基于所述基准孔的预设半径在所述人工血管主体表面进行切割形成所述基准孔；

沿所述基准孔的中心点的同一周向和轴向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点，以所述连接孔的中心点为圆心，基于所述连接孔的预设半径在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的开孔起始点，并切割形成所述连接孔。

上述人工血管的定位切孔方法，至少具有以下有益的技术效果：

传统开孔方式的问题在于不能预先在人工血管标记，一个连接孔形成后切割设备无法准确定位到其余各个连接孔的中心点和起始切割点。

本实施例首先选择并开设一个连接孔，以开设的连接孔作为基准计算并定位待开的连接孔的中心点和开孔起始点，以所述开孔起始点为起点切割开孔，各连接孔依次形成。形成的各个切孔在人工血管上所处的位置与预设的一致，孔位准确；切孔的形状为规整的圆形，从而提升了人工血管产品的整体质量。

切孔精确的人工血管产品可以与人体内的人工血管准确连接，与人体内的人工血管缝合后在人体内的位置定位准确，降低了人体出现并发症状的概率，从而可以保证治疗效果和使用安全性，能够满足临床使用要求。

在其中一个实施例中，沿所述基准孔的中心点的同一周向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点的步骤包括：

基于所述基准孔的中心点与所述连接孔的中心点之间的直线距离、所述人工血管主体的半径，根据三角形余弦定理计算得出所述基准孔的中心点与所述连接孔的中心点相对于所述人工血管主体的轴线的圆心角；

基于所述圆心角和所述人工血管主体的半径，根据弧长公式计算所述连接孔的中心点与所述基准孔的中心点之间的弧长，从而定位所述连接孔的中心点。

在其中一个实施例中，所述连接孔的开孔起始点与所述基准孔的中心点位于所述人工血管主体表面的同一周向上。

在其中一个实施例中，沿所述基准孔的中心点的同一轴向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点，的步骤包括：

基于所述基准孔的中心点与所述连接孔的中心点之间在轴向上的直线距离定位所述连接孔的中心点。

在其中一个实施例中，所述连接孔的开孔起始点与所述基准孔的中心点位于所述人工血管主体表面的同一轴向上。

在其中一个实施例中，所述基准孔的中心点和所述连接孔的中心点连线形成“T”字形或“L”字形分布于所述人工血管主体的表面。

在其中一个实施例中，切割形成所述基准孔的步骤包括：开孔设备的中心轴正对所述基准孔的中心点，开孔设备的切割头按所述基准孔的预设半径开设所述基准孔；以及

切割形成所述连接孔的步骤包括：开孔设备的中心轴正对所述连接孔的中心点，开孔设备的切割头按所述连接孔的预设半径开设所述连接孔。

在其中一个实施例中，所述开孔设备的中心轴正对所述基准孔的中心点的步骤包括：转动所述人工血管主体使所述基准孔的中心点置于人工血管主体表面的最高处，开孔设备的中心轴垂直向下指向所述基准孔的中心点，所述孔设备的切割头按所述基准孔的预设半径开孔；以及

所述开孔设备的中心轴正对所述连接孔的中心点的步骤包括：转动所述人工血管主体使所述连接孔的中心点置于人工血管主体表面的最高处，开孔设备的中心轴垂直向下指向所述连接孔的中心点，所述孔设备的切割头按所述连接孔的预设半径开孔。

在其中一个实施例中，所述开孔设备的切割速度为0-80mm/s，切割频率为0-100Hz，切割能量为所述开孔设备的出厂能量的0-20％。

一种人工血管的开孔方法所得到的人工血管。

附图说明

图1为本发明一实施例人工血管的开孔方法中的开设周向连接孔组的示意图；

图2为本发明一实施例人工血管的开孔方法中的开设轴向连接孔组的示意图。

图中，100、人工血管主体；101、基准孔；102、第二连接孔；103、第三连接孔；104、第四连接孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例作出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

应当理解的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种人工血管的开孔方法。图2示出的人工血管产品的示意图中，分布于人工血管主体100表面的基准孔和/或连接孔通常有多个，各基准孔和/或连接孔的直径范围为6-12mm；孔间距为不同的基准孔和/或连接孔的中心点之间的直线距离，范围为0-50mm。各个基准孔和连接孔的中心点连线排布形成“T”字型或“L”字型，即各个基准孔和连接孔沿周向以及轴向分布于人工血管的表面。

本申请中，首先在人工血管主体100表面沿周向开设连接孔，参考图1。需要特别说明的是，图1中为了便于在示意出各个连接孔，各连接孔的边缘皆从人工血管主体100的表面向人工血管的内部凹陷，而实际上各连接孔的边缘应处于人工血管主体100的表面。

沿周向开设连接孔包括如下步骤：

步骤S110：在人工血管主体表面定位基准孔的中心点，如基准孔101的A点，以A点为圆心，以基准孔的预设半径r1在人工血管主体表面进行切割形成基准孔101。

步骤S120：沿基准孔101的A点的同一周向，在人工血管主体表面定位第二连接孔102的中心点B，以中心点B为圆心，基于第二连接孔102的预设半径r2在所述人工血管主体表面定位第二连接孔102的开孔起始点，并进行切割形成第二连接孔102。

具体地，第二连接孔102的开孔起始点可以是与基准孔的中心点位于人工血管主体表面的同一周向上的D点，也可以是除D点以外任一基于r2确定的点。

本方法中，先开设一个基准孔，在以基准孔的中心点为基准计算并定位连接孔的中心点，以连接孔的中心点为圆心，基于连接孔的预设半径在人工血管主体表面切割以形成连接孔，各连接孔照此依次形成。形成的各个连接孔在人工血管上所处的位置与预设的一致，孔位准确；连接孔的形状呈规整的圆形，从而提升了人工血管产品的整体质量。

形成的具有精确的基准孔和连接孔的人工血管产品可以与人体内的血管准确连接，与人体内的人工血管缝合后在人体内的位置定位准确，降低了人体出现并发症状的概率，从而可以保证治疗效果和使用安全性，能够满足临床使用要求。

具体地，上述步骤S120具体按照如下方式操作：

步骤S121：同一周向上的基准孔101的中心点A、第二连接孔102的中心点B、人工血管主体100的中心O之间的连线组成三角形OAB，已知基准孔101的中心点A与第二连接孔102的中心点B之间的直线距离，即弦长AB，AB范围为10-19mm能够保证第二连接孔102较为规整的圆形，人工血管主体100的半径R，根据三角形余弦定理公式：

cos∠O＝(2R²-AB²)/2R² (1)

计算得出cos∠O，换算得到同一周向上的基准孔101的中心点与第二连接孔102的中心点相对于人工血管主体100的中心的圆心角∠O的度数；

步骤S122：基于圆心角O和人工血管主体100的半径R，根据弧长公式计算得到基准孔101的中心点A与第二连接孔102的中心点B在人工血管主体100表面的连线的弧长L_AB：

L_AB＝(3.14*O*R)/180 (2)

从而在人工血管主体100表面定位第二连接孔102的中心点B。

步骤S123：已知第二连接孔102的半径r2，其中，第二连接孔102的半径具体为沿人工血管主体100表面的半径，基于半径r2以中心点B为圆心在人工血管主体表面定位连接孔的开孔起始点D，并切割以形成第二连接孔102。

上述的步骤S121和步骤S122，结合余弦定理公式可准确并快速得出待开孔的中心点。

进一步地，在人工血管主体100表面切割成孔的步骤S110和S120具体包括：先将开孔设备正对基准孔和/或连接孔的中心点，开孔设备的切割头按预设半径开设基准孔和/或连接孔。具体的，为了方便实际操作，在对正中心点时，可转动人工血管主体100使基准孔和/或连接孔的中心点置于人工血管主体100表面的最高处，驱动开孔设备的中心轴使其垂直向下指向中心点，然后开孔设备的切割头按预设半径开设基准孔和连接孔。

周向上的连接孔开设后，继续在人工血管主体100表面开设轴向上的连接孔。参考图2，开设轴向上的连接孔的步骤包括：

步骤S210：选择切割好的基准孔101作为基准，定位轴向上的连接孔中的第三连接孔103的中心点E，中心点E与基准孔101的中心点A处于同一直线上；在该实施例中，基准孔101既作为以上开设周向上的连接孔的基准，又作为轴向上的连接孔的基准。

步骤S220：以第三连接孔103的中心点E为圆心，基于第三连接孔103的预设半径r3在所述人工血管主体表面定位第三连接孔103的开孔起始点G，并进行切割形成第三连接孔103。

其中，上述步骤S210具体按照如下方式操作：

步骤S211：基于第三连接孔103的中心点E与基准孔101的中心点A之间的距离AE在人工血管主体100的表面定位第三连接孔103的中心点E；

步骤S212：第三连接孔103的半径r3，基于半径r3以中心点E为圆心在人工血管表面定位第三连接孔103的开孔起始点G，并切割形成第三连接孔103。

具体地，第三连接孔103的开孔起始点可以是与基准孔的中心点位于人工血管主体表面的同一轴向上的G点，也可以是除G点以外任一基于r3确定的点。

以上在开设轴向上的连接孔的步骤S211和步骤S212中，由于第三连接孔103的中心点E与基准孔101的中心点A沿人工血管主体100的长度方向分布设置，通过测量即可精确定位第三连接孔103的中心点E。

上述实施例中是在周向上的连接孔开设后，以同一基准孔为基准继续在人工血管主体100表面开设轴向上的连接孔。可以理解的是，在其他一些实施例中，也可以在人工血管主体100表面先开设轴向上的连接孔，以同一基准孔为基准再开设周向上的连接孔，也可以在周向/轴向上的连接孔开设后，以不同基准孔为基准继续在人工血管主体100表面开设轴向/周向上的连接孔，此处不作限制,上述实施例中，同一周向是指周向上的连接孔的中心点连线位于人工血管主体横截面的圆周上，同一轴线是指轴线上的连接孔的中心点连线位于与人工血管主体轴线平行的人工血管主体表面上。

接下来以一个具体的实施例为例具体描述在人工血管上定位切孔的方法。人工血管产品规格为φ28*L500mm，切四个孔，且四个孔呈“T”型分布。

在人工血管主体100需开设基准孔101、第二连接孔102、第三连接孔103和第四连接孔104，第三连接孔103、基准孔101和第四连接孔104沿轴向设置于人工血管主体100的表面且依次相邻，中心点之间的距离皆设为20mm，直径均设为12mm；第二连接孔102与基准孔101沿周向分布于人工血管主体100的表面，且第二连接孔102与基准孔101的中心点的间距为19mm，第二连接孔102的直径设为10mm。第二连接孔102、基准孔101的中心点距人工血管右端部的距离皆设为166.7mm。

切割前，设置激光切割机的参数切割速度、切割能量、切割频率。具体参数：切割速度10％、切割能量8％、切割频率80Hz。

首先开设周向连接孔组，包括如下步骤：

步骤S110：在人工血管主体表面定位基准孔的中心点，如基准孔101的A点，中心点A距人工血管右端部的距离为166.7mm，以基准孔101的半径r1＝6mm在人工血管主体100表面进行切割形成基准孔101；

步骤S120：沿基准孔101的A点的同一周向，在人工血管主体表面定位第二连接孔102的中心点B，以中心点B为圆心，基于第二连接孔102的预设半径r2＝5mm在所述人工血管主体表面定位第二连接孔102的开孔起始点，并进行切割形成第二连接孔102。

具体的，定位的步骤S120按照如下方式操作：

步骤S121：同一周向上的基准孔101的中心点A、第二连接孔102的中心点B、人工血管主体100的中心O之间的连线组成三角形OAB，已知基准孔101的中心点A与第二连接孔102的中心点B之间的距离AB＝19mm、人工血管主体100的半径R＝14mm，根据三角形余弦定理公式：

cos∠O＝(2R²-AB²)/2R² (1)

计算得出cos∠O＝0.079，换算得到同一周向上的基准孔101的中心点与第二连接孔102的中心点相对于人工血管主体100的中心的圆心角∠O＝85.5°；

步骤S122：基于圆心角O的度数和人工血管主体100的半径R＝14mm，根据弧长公式计算得到基准孔101的中心点A与第二连接孔102的中心点B在人工血管主体100表面的连线的弧长L_AB：

L_AB＝(3.14*O*R)/180 (2)

L_AB＝20.9mm，从而在人工血管主体100表面定位第二连接孔102的中心点B。

步骤S123：已知第二连接孔102的半径r2＝5mm，基于半径r2＝5mm以中心点B为圆心在人工血管主体表面定位第二连接孔102的开孔起始点D，并切割形成第二连接孔102。

步骤S130：将开孔设备例如激光切割机的中心轴正对第二连接孔102的中心点B，调整激光切割机的激光切割头的位置，使激光直射点D，从点D开始按r2＝5mm在人工血管主体100表面开设第二连接孔102使其成孔。

周向上的连接孔开设后，继续开设轴向上的连接孔。开设轴向上的连接孔的步骤包括：

步骤S210：选择切割好的基准孔101作为基准孔，定位轴向上的连接孔中的第三连接孔103的中心点E；在该实施例中，基准孔101既作为以上开设周向连接孔的基准，又可作为轴向连接孔的基准。

步骤S210具体按照如下方式操作：

步骤S211：基于第三连接孔103的中心点E与基准孔101的中心点A之间的距离AE＝20mm，在人工血管主体100的表面定位第三连接孔103的中心点E；

步骤S212：以第三连接孔103的中心点E为圆心，基于第三连接孔103的预设半径r3＝6mm在所述人工血管主体表面定位第三连接孔103的开孔起始点，例如与基准孔的中心点位于人工血管主体表面的同一周向上的点G，并进行切割形成第三连接孔103；

步骤S220：将激光切割机的中心轴正对第三连接孔103的中心点，调整激光切割机的激光切割头的位置，使激光直射点G，从点G开始按r3＝6mm在人工血管主体100表面开设第三连接孔103使其成孔。

第三连接孔103形成后，按上述操作方式继续以基准孔101为基准定位第四连接孔104的中心点，利用激光切割机切割成孔即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种人工血管的开孔方法，其特征在于，包括定位并切割基准孔和连接孔，所述定位并切割基准孔和连接孔的步骤包括：

在所述人工血管主体表面定位所述基准孔的中心点，以所述基准孔的中心点为圆心，基于所述基准孔的预设半径在所述人工血管主体表面进行切割形成所述基准孔；

沿所述基准孔的中心点的同一周向和轴向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点，以所述连接孔的中心点为圆心，基于所述连接孔的预设半径在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的开孔起始点，并切割形成所述连接孔。

2.根据权利要求1所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，沿所述基准孔的中心点的同一周向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点的步骤包括：

基于所述基准孔的中心点与所述连接孔的中心点之间的直线距离、所述人工血管主体的半径，根据三角形余弦定理计算得出所述基准孔的中心点与所述连接孔的中心点相对于所述人工血管主体的轴线的圆心角；

基于所述圆心角和所述人工血管主体的半径，根据弧长公式计算所述连接孔的中心点与所述基准孔的中心点之间的弧长，从而定位所述连接孔的中心点。

3.根据权利要求2所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，所述连接孔的开孔起始点与所述基准孔的中心点位于所述人工血管主体表面的同一周向上。

4.根据权利要求1所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，沿所述基准孔的中心点的同一轴向，在所述人工血管主体表面定位所述连接孔的中心点，的步骤包括：

基于所述基准孔的中心点与所述连接孔的中心点之间在轴向上的直线距离定位所述连接孔的中心点。

5.根据权利要求4所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，所述连接孔的开孔起始点与所述基准孔的中心点位于所述人工血管主体表面的同一轴向上。

6.根据权利要求1所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，所述基准孔的中心点和所述连接孔的中心点连线形成“T”字形或“L”字形分布于所述人工血管主体的表面。

7.根据权利要求1所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，切割形成所述基准孔的步骤包括：开孔设备的中心轴正对所述基准孔的中心点，开孔设备的切割头按所述基准孔的预设半径开设所述基准孔；以及

切割形成所述连接孔的步骤包括：开孔设备的中心轴正对所述连接孔的中心点，开孔设备的切割头按所述连接孔的预设半径开设所述连接孔。

8.根据权利要求7所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，所述开孔设备的中心轴正对所述基准孔的中心点的步骤包括：转动所述人工血管主体使所述基准孔的中心点置于人工血管主体表面的最高处，开孔设备的中心轴垂直向下指向所述基准孔的中心点，所述孔设备的切割头按所述基准孔的预设半径开孔；以及

所述开孔设备的中心轴正对所述连接孔的中心点的步骤包括：转动所述人工血管主体使所述连接孔的中心点置于人工血管主体表面的最高处，开孔设备的中心轴垂直向下指向所述连接孔的中心点，所述孔设备的切割头按所述连接孔的预设半径开孔。

9.根据权利要求7所述的人工血管的开孔方法，其特征在于，所述开孔设备的切割速度为0-80mm/s，切割频率为0-100Hz，切割能量为所述开孔设备的出厂能量的0-20％。

10.一种根据权利要求1至9任一项所述人工血管的开孔方法所得到的人工血管。

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