基于心动节律驱动的心室辅助装置设计

发布时间：2017-12-09 16:34

  本文关键词：基于心动节律驱动的心室辅助装置设计

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【摘要】：现代人生活和工作方式的改变使得心脏病的发病率逐年提高，心脏病的病死率甚至超过了癌症成为人类健康的最大威胁。心脏病的末期会发展成心衰，心肌坏死失去机能。药物治疗、器官移植以及人工辅助装置是临床治疗心衰的三大手段。药物治疗仅能控制病情但效果难以令人满意，器官移植供体紧缺并伴有排斥反应，使得人工辅助装置的作用日益明显。左心室辅助装置（ventricular assist device，VAD）是一种机械辅助循环设备，用于部分或者完全代替心室的泵血功能，在临床上可以用来延长心衰患者的生命、帮助手术后心脏病患者的心肌恢复乃至心力衰竭的永久性治疗，研发出一种可靠实用的心室辅助装置将大大改善患者的生活质量。 目前左心室辅助装置的驱动调节基本由专业医生和训练后的患者自行调节，虽然广泛被采用，但这种控制方式有很大的局限性。原因在于，搏动式以及者非搏动式心室辅助装置都采用恒定周期的工作方式，装置工作的泵血期经常与心脏自主收缩期重叠，造成心脏的后负荷显著地升高，增加了心脏的代谢做功，这与循环辅助的初衷相悖。 本课题依托上海市科委重点科研项目（09441901300），设计一种基于心动节律驱动的同步式左心室辅助装置，旨在解决前述临床治疗中遇到的问题。课题的硬件系统基于ARM9嵌入式平台，利用有创血压传感器获取实时动脉压数据，采用伺服电机作为动力装置驱动气缸推动搏动式血泵工作。软件系统基于Linux操作系统，实现了模块化的伺服电机和ADC驱动，利用QT图形库实现人机界面。心动周期识别算法涵盖动脉压信号的前处理和特征点识别两方面，算法根据实时性要求进行优化，资源消耗少适用于嵌入式平台，同时具有延迟补偿、不受动脉压基线漂移影响、识别心跳紊乱的特点。通过识别的特征点驱动硬件系统工作，达到同步辅助治疗的目的。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.11

【参考文献】

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本文编号：1271099