人工心脏气动驱动系统研究
发布时间：2021-05-27 10:18
心力衰竭是严重威胁人类健康的疾病。药物对这种疾病的治疗效果不太理想,只有进行心脏移植手术才能有效地治疗心力衰竭。但是心脏捐献数量远远不能满足众多患者的需求,所以给患者植入人工心脏成为治疗心力衰竭最可行的方法。现阶段,国内对人工心脏的研究大部分还处在实验室研究或者动物实验阶段。该项目研制的人工心脏包括驱动空腔和驱动器。美国亚太医学中心已经提供了研制所需的驱动空腔,所以本文主要进行人工心脏驱动系统及相关技术的研究。对人工心脏涉及的关键技术进行了分析。对心脏和人体血液循环系统进行了分析,明确了生物心脏实现的功能和所达到的生理指标。对已有的驱动空腔进行了分析,熟悉了驱动空腔的内部结构和工作原理,明确了驱动空腔在整个人工心脏中所起的作用。对人工心脏测试系统进行了分析,了解了测试系统的工作原理。研制了人工心脏驱动器,并通过了哈尔滨医科大学的验收。设计了驱动器的气动回路,并用AMESim软件对气动回路进行了仿真。仿真结果证明了气动回路的可行性,并根据仿真结果确定了主要气动元件的参数。设计了电气控制系统,并完成了电气控制系统的搭建。用Labview和C语言初步设计了软件控制系统,完成了整个驱动器的调试...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究背景和意义
1.2 国内外的研究现状及分析
1.2.1 国外人工心脏及其驱动器研究现状
1.2.2 国内人工心脏及其驱动器研究现状
1.2.3 国内外研究现状综述
1.3 课题主要研究内容
第2章 人工心脏关键技术分析
2.1 人工脏工作原理
2.2 人工心脏驱动空腔分析
2.3 人工心脏测试系统分析
2.4 本章小结
第3章 人工心脏气动驱动器研制
3.1 驱动器工作原理确定
3.2 驱动器气动回路设计
3.3 驱动器气动回路仿真
3.3.1 气动回路仿真建模
3.3.2 气动回路仿真过程
3.3.3 气动回路仿真结果分析
3.4 驱动器电气控制系统设计
3.5 驱动器软件控制系统初步设计
3.6 本章小结
第4章 驱动器实验研究和控制软件研制
4.1 驱动器工作效果研究
4.1.1 人工心脏驱动器实验系统介绍
4.1.2 人工心脏驱动器实验
4.1.3 驱动参数和驱动效果间关系建立
4.2 控制软件研制
4.2.1 控制算法建立
4.2.2 控制程序研制
4.3 驱动器评价性实验及误差分析
4.4 本章小结
第5章 基于本驱动器工作状态下的血液和血管有限元仿真
5.1 流固耦合理论基础
5.1.1 血液运动学理论基础
5.1.2 血管力学理论基础
5.2 血液和血管双向流固耦合仿真
5.2.0 双向流固耦合仿真
5.2.1 仿真模型的构建
5.2.2 网格划分
5.2.3 参数设置
5.2.4 边界条件设定
5.2.5 求解器设定
5.3 仿真结果分析
5.3.1 血液仿真结果分析
5.3.2 血管仿真结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB与AMESim的液压系统仿真特点[J]. 张豪阳,李二欠,吕德瑾. 煤矿机械. 2016(07)
[2]先导式截止阀在不同阀芯位置下流动和汽蚀特性的数值分析（英文）[J]. Jin-yuan QIAN,Bu-zhan LIU,Zhi-jiang JIN,Jian-kai WANG,Han ZHANG,An-le LU. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(01)
[3]心脏移植供心保存技术的研究进展[J]. 韩晓菲,宋雪银,徐贯杰. 广东医学. 2015(05)
[4]微循环:人体的第二心脏[J]. 韩建群,孙希波. 知识就是力量. 2014(07)
[5]人工心脏差分涡流位移传感器的性能测试装置[J]. 谈雪丹,尹成科,陈琛,马云善,张亦柯. 传感器与微系统. 2012(05)
[6]心脏泵透皮能源传输系统的试验[J]. 荆腾,徐红霞,王颢,王芳群,钱坤喜. 江苏大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]一种植入式磁悬浮离心血泵的体外流体力学实验研究[J]. 郭龙辉,张杰民,赵龙,刘晓程. 生物医学工程研究. 2011(02)
[8]气动左心辅助循环泵-罗叶泵内皮化的实验研究[J]. 李晖,黄焕雷,肖学钧,林秋雄,成安衡. 中国体外循环杂志. 2011(02)
[9]血管外膜在血管病变中作用的研究进展[J]. 葛小丽,梁俊清. 辽宁中医杂志. 2010(05)
[10]FW型轴流泵的体外溶血与动物实验研究[J]. 张岩,胡盛寿,周建业,孙寒松,唐跃,郑哲,张浩,李国荣,朱晓东. 中国胸心血管外科临床杂志. 2009(02)
博士论文
[1]抑制血管内膜增生的血流动力学和血液流变学机理研究[D]. 徐在品.重庆大学 2005
硕士论文
[1]成人血压水平与死亡风险的前瞻性研究[D]. 陆怀初.浙江大学 2016
[2]斑块形态影响血流动力学参数的高频超声研究[D]. 秦倩丽.东北大学 2014
[3]血压变化对伤害性反应阈值的影响[D]. 陈亚宁.中国人民解放军第四军医大学 2003
本文编号：3207391
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究背景和意义
1.2 国内外的研究现状及分析
1.2.1 国外人工心脏及其驱动器研究现状
1.2.2 国内人工心脏及其驱动器研究现状
1.2.3 国内外研究现状综述
1.3 课题主要研究内容
第2章 人工心脏关键技术分析
2.1 人工脏工作原理
2.2 人工心脏驱动空腔分析
2.3 人工心脏测试系统分析
2.4 本章小结
第3章 人工心脏气动驱动器研制
3.1 驱动器工作原理确定
3.2 驱动器气动回路设计
3.3 驱动器气动回路仿真
3.3.1 气动回路仿真建模
3.3.2 气动回路仿真过程
3.3.3 气动回路仿真结果分析
3.4 驱动器电气控制系统设计
3.5 驱动器软件控制系统初步设计
3.6 本章小结
第4章 驱动器实验研究和控制软件研制
4.1 驱动器工作效果研究
4.1.1 人工心脏驱动器实验系统介绍
4.1.2 人工心脏驱动器实验
4.1.3 驱动参数和驱动效果间关系建立
4.2 控制软件研制
4.2.1 控制算法建立
4.2.2 控制程序研制
4.3 驱动器评价性实验及误差分析
4.4 本章小结
第5章 基于本驱动器工作状态下的血液和血管有限元仿真
5.1 流固耦合理论基础
5.1.1 血液运动学理论基础
5.1.2 血管力学理论基础
5.2 血液和血管双向流固耦合仿真
5.2.0 双向流固耦合仿真
5.2.1 仿真模型的构建
5.2.2 网格划分
5.2.3 参数设置
5.2.4 边界条件设定
5.2.5 求解器设定
5.3 仿真结果分析
5.3.1 血液仿真结果分析
5.3.2 血管仿真结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB与AMESim的液压系统仿真特点[J]. 张豪阳,李二欠,吕德瑾. 煤矿机械. 2016(07)
[2]先导式截止阀在不同阀芯位置下流动和汽蚀特性的数值分析（英文）[J]. Jin-yuan QIAN,Bu-zhan LIU,Zhi-jiang JIN,Jian-kai WANG,Han ZHANG,An-le LU. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2016(01)
[3]心脏移植供心保存技术的研究进展[J]. 韩晓菲,宋雪银,徐贯杰. 广东医学. 2015(05)
[4]微循环:人体的第二心脏[J]. 韩建群,孙希波. 知识就是力量. 2014(07)
[5]人工心脏差分涡流位移传感器的性能测试装置[J]. 谈雪丹,尹成科,陈琛,马云善,张亦柯. 传感器与微系统. 2012(05)
[6]心脏泵透皮能源传输系统的试验[J]. 荆腾,徐红霞,王颢,王芳群,钱坤喜. 江苏大学学报(自然科学版). 2012(01)
[7]一种植入式磁悬浮离心血泵的体外流体力学实验研究[J]. 郭龙辉,张杰民,赵龙,刘晓程. 生物医学工程研究. 2011(02)
[8]气动左心辅助循环泵-罗叶泵内皮化的实验研究[J]. 李晖,黄焕雷,肖学钧,林秋雄,成安衡. 中国体外循环杂志. 2011(02)
[9]血管外膜在血管病变中作用的研究进展[J]. 葛小丽,梁俊清. 辽宁中医杂志. 2010(05)
[10]FW型轴流泵的体外溶血与动物实验研究[J]. 张岩,胡盛寿,周建业,孙寒松,唐跃,郑哲,张浩,李国荣,朱晓东. 中国胸心血管外科临床杂志. 2009(02)
博士论文
[1]抑制血管内膜增生的血流动力学和血液流变学机理研究[D]. 徐在品.重庆大学 2005
硕士论文
[1]成人血压水平与死亡风险的前瞻性研究[D]. 陆怀初.浙江大学 2016
[2]斑块形态影响血流动力学参数的高频超声研究[D]. 秦倩丽.东北大学 2014
[3]血压变化对伤害性反应阈值的影响[D]. 陈亚宁.中国人民解放军第四军医大学 2003
本文编号：3207391
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