基于左心室辅助的心血管系统建模与控制策略研究

发布时间：2021-06-29 07:07

　　当今社会,心衰已日益成为威胁人类健康的主要因素之一。疾病终末期时移植则成为唯一解决方案,但供体心脏一直供不应求。因此,设计在术后恢复或等待供体的过程中起到过渡作用的心室辅助设备显得尤为重要。心室辅助设备即可以代替部分或全部心脏完成器官灌注,维持人体正常需求的机械设备。研究过程中直接进行动物实验与人体在体实验,需要进行大量的尝试,不仅耗时耗力,且存在局限性与差异性。通过建模仿真则可以直观、详尽的对心血管血液动力学参数进行数值与变化趋势等方面的研究,为医学研究提供诊断与研究依据。本文的主要研究内容如下:（1）提出基于流体网络理论与电网络理论类比关系得到的心血管系统的等效电网络集中参数模型。并在MATLAB/Simulink中搭建数学模型并进行相应仿真,对心血管系统正常情况与舒张性心衰、收缩性心衰、混合性心衰与外周阻力增大性心衰分别进行模拟并给出了血液动力学结果。通过数值分析可得外周阻力、顺应性等生理参数对心输出量、血压、血流等血液动力学参数的影响。并将所得结果与实际比较,验证了其正确有效性。（2）提出心血管系统-血泵并联耦合模型,模拟心室与血泵同时向动脉输送血液的情况。搭建模型模拟研究了血... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 左心室辅助设备的国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要内容
    1.4 论文章节安排
第2章 心血管系统的生理学基础
    2.1 心脏及心动周期的介绍
        2.1.1 心脏生理特征介绍
        2.1.2 心动周期的介绍
    2.2 心血管系统的影响因素及基本性能参数
    2.3 等效模型参数的确定
    2.4 本章小结
第3章 心血管系统-LVAD模型的提出与辅助过程模拟
    3.1 左心室心血管系统等效模型
        3.1.1 心血管系统集总参数模型的提出
        3.1.2 心血管系统集总参数模型的验证
    3.2 基于心血管等效模型对不同类型心衰的模拟
    3.3 心血管系统-LVAD耦合模型的提出与模拟
        3.3.1 心血管系统-LVAD耦合模型的提出与特性模拟
        3.3.2 控制判别指标
    3.4 本章小结
第4章 基于心血管系统-LVAD模型的控制算法研究
    4.1 模糊PI控制在血泵辅助过程的应用
        4.1.1 模糊PID控制理论基础
        4.1.2 基于模糊PI控制的LVAD控制
        4.1.3 仿真结果验证
    4.2 滑模控制在血泵辅助过程的应用
        4.2.1 滑模变结构的基本理论
        4.2.2 基于动态自适应滑模控制的LVAD控制
        4.2.3 仿真结果验证
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文研究工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
作者简介
致谢



本文编号：3255996