旋转式心脏泵辅助系统的抽吸和反流检测及其控制

发布时间：2020-12-09 17:29

　　心力衰竭是一种病理状态,由于其预后差、患病率和死亡率高,已经严重威胁人类健康。近年,旋转式心脏泵逐渐被应用于重度心衰患者的辅助治疗。然而,临床上心脏泵常工作于定转速模式。这种模式一方面降低了系统搏动性,可能导致胃出血、主动脉充盈等并发症,另一方面容易导致左心室抽吸、心脏泵反流等异常状态。因此,本文借助数值仿真和体外实验针对旋转式心脏泵辅助系统的抽吸和反流现象进行研究,并建立变转速控制系统对心衰患者进行变转速辅助。主要研究内容如下:耦合心血管和旋转泵模型,建立心脏泵辅助系统模型。首先,采用二尖瓣时变电阻模型和Suga模型建立左心血液循环系统模型,并对其进行校核。其次,将新型心脏泵模型和左心血液循环模型进行耦合,对心衰系统进行定转速辅助。结果表明,心血管模型可实现不同生理状态的模拟,而经过心脏泵辅助的心血管系统可产生符合生理的血流。应用耦合模型,研究旋转式心脏泵辅助系统的抽吸和反流,实现两者的检测。当泵转速提高至左心室压LVP出现负值,左心室发生抽吸现象。分析抽吸过程血液动力学参数特点,采用泵流量最小值包络线斜率dx₇/d_t进行抽吸检测。此外,根... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

左心室辅助装置人体植入图

arvik 2000 和 HeartMate 2。第三代血泵为磁悬浮血泵，代表泵型有 Terumst 和 Heartquest，其本质上仍然属于旋转式心脏泵，只是驱动不同于传泵。针对第三代血泵的研究仍处于研究阶段，未大规模商业化。为了促工心脏泵的发展，本课题组致力于旋转式心脏泵研究十余年，图 1.2 为主研发的旋转式心脏泵。其中，离心泵已成功进行动物实验，实验所用存活 5 天；轴流泵分别有 21mm、23mm 以及 25mm 三种型号[7]。表 1.2 心脏泵发展史Table.1.2 The development history of blood pump特点 代表泵型 缺点模仿自然心脏的功能，搏动式泵Abiomed BVS5000、Novacor、Berlin Hear体积大、机械磨损严重、低寿命非搏动旋转式心脏泵，主要指离心式和轴流式心脏泵DeBakey、Javik2000、HeartMate 2易发生血栓、抽吸和流等并发症指没有接触轴承的各种形式的旋转泵，叶轮悬浮Terumo、Meduest、Heartquest悬浮稳定性差、散热难

液循环提供动力。血管系统类似于一棵树，主动脉作为主干后连接许多小血管，最终止于微血管-毛细血管网络。循环循环分为体循环和肺循环，体循环为细胞，组织和器官提供和其他重要物质，肺循环则是人体呼吸新鲜空气进入血液的，红色部分代表动脉血，蓝色部分代表静脉血。在体循环液泵入主动脉，依靠心脏提供的压力经小动脉流入毛细血管携带的O2，营养物质和其他重要物质并吸收细胞等呼吸作用代谢排除的废物，这些低氧血液将流回右心房和右心室。肺循心室将低氧血泵入肺动脉，进而进入更小的动脉和毛细血液循环的影响较小，因此本文仅考虑左心，忽略右心对耦合系

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：2907219