具有双心和体肺循环的体外循环模拟系统设计研究

发布时间：2023-03-27 04:12

　　心力衰竭已成为严重危害人类生命和健康的重大疾病,在发达国家终末期心衰患者的主要治疗手段是植入心室辅助装置(Ventricular Assist Device,VAD),其可以辅助或替代心脏的泵血功能,有助于心脏的卸负荷,促进血液循环。体外循环模拟系统(Mock Circulatory System,MCS)是一个模拟人体循环系统血流动力学状态的实验平台,广泛用于VAD等心血管人工器官的体外性能评价。本文的目标是设计研发可用于VAD体外性能测试的具有双心和体肺循环的体外循环模拟系统,该系统要能够模拟健康、运动及不同程度心衰等生理条件,并且能够与VAD协同作用,模拟循环系统的血流动力学特性。根据系统设计要求,本文从MCS的水力学回路机械结构设计、数据采集与控制模块、Amesim系统仿真及MCS的实验验证四个方面展开。(1)通过数学建模与机械模型设计,分别设计制造了心室、血管顺应性、外周阻力、瓣膜等水力学回路的实体部分,用于产生与人体循环系统的实体部分相对应的血压和血流等血流动力学参数。(2)应用Labview编制数据采集与控制程序对水力学回路产生的参数结果进行采集、计算、显示及数据保存。(...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 心室辅助装置
    1.2 人体心血管循环系统概述
        1.2.1 人体心血管循环系统组成
        1.2.2 自然心脏的泵血机制
    1.3 体外循环模拟系统的研究目的与意义
    1.4 体外循环模拟系统的研究现状
        1.4.1 体外循环模拟系统的发展
        1.4.2 体外循环模拟系统的组成
        1.4.3 体外模拟循环系统的心室模拟器
        1.4.4 体外模拟循环系统的血管顺应性
        1.4.5 体外模拟循环系统的外周阻力
    1.5 课题来源及主要研究内容
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 主要研究内容
        1.5.3 研究特点
第二章 MCS的结构设计
    2.1 设计要求与参数指标
    2.2 设计原理概述
    2.3 机械结构设计方法
    2.4 心室的机械结构设计
        2.4.1 心室的运动机构设计
        2.4.2 心室的瓣膜设计
    2.5 血管顺应性腔的结构设计
    2.6 外周阻力的节流机制设计
    2.7 流道密封设计
    2.8 机械装配
第三章 MCS的LABVIEW数据采集
    3.1 数据采集介绍
    3.2 LABVIEW软件简介
    3.3 LABVIEW的数据采集
    3.4 DAQ的硬件设备
    3.5 DAQ的LABVIEW程序设计
        3.5.1 DAQ程序设计流程
        3.5.2 DAQ程序设计要求
        3.5.3 DAQ程序设计过程
    3.6 电器控制元件的安装
第四章 MCS的AMESIM仿真
    4.1 AMESIM仿真软件简介
    4.2 AMESIM的仿真建模
    4.3 AMESIM的仿真参数
        4.3.1 仿真参数分类
        4.3.2 仿真参数设置
    4.4 仿真结果
        4.4.1 健康生理条件
        4.4.2 运动生理条件
        4.4.3 心衰生理条件
    4.5 仿真总结
第五章 MCS的实验
    5.1 实验介绍
    5.2 MCS的操作流程
    5.3 三种生理条件实验
        5.3.1 健康生理条件
        5.3.2 运动生理条件
        5.3.3 心衰生理条件
    5.4 VAD辅助实验
    5.5 实验结果讨论
        5.5.1 仿真与实验结果对比
        5.5.2 有效性分析
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：3772365