微型左心室辅助装置的优化与血液损伤预测
发布时间：2021-07-22 03:13
人工血泵可以为慢性心脏病病人提供长期或者短期支持,这种装置的目标是能达到与人体自然心脏相类似的功能,这就使得人工血泵的设计成为一项很具挑战性的任务。本论文致力于运用计算流体动力学仿真技术,对一种新型的跨心尖至主动脉轴流血泵进行血液损伤预测与优化设计。本论文首先介绍了心室辅助装置的发展历史以及国内外现状,然后对一种新型跨心尖至主动脉微型轴流血泵的工作原理以及预期要求进行了分析,并对计算流体动力学技术以及血液损伤机制作了简要介绍。接下来建立了三种不同叶片高度的叶轮模型（BH150,BH200,BH250）,使用计算流体动力学仿真技术,对三种叶轮模型在仿生理条件下的水力性能与流场参数,包括流场速度,压强,流线分布,切应力分布等情况进行了分析与对比。并采用合理有效的血液损伤模型对叶轮在运行过程中可能造成的血液损伤进行了预测。仿真结果表明,叶轮模型BH150具有最好的血液相容性,但是无法提供足够的血液流量输出。模型BH250具有最高的输出流量,但是其可能造成的血液损伤是三种叶轮模型中最严重的。叶轮模型BH200可以在转速20,000 rpm以及压强差100 mm Hg的仿生理条件下提供超过5 L...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴流式左心室辅助装置HeartMateII
图 1-2 弹性泵血 Thoratec VAD 2.55 是由美国 ABIOMED 公司于 2008 年推出的最新一代助装置由微型泵体，主控制台和净化器组成，见图 1-36.5 mm 微型马达，并将微型弹子轴承的马达和导管一体械驱动轴，其最大输出流量可达 2.5 L/min。Impella 2分的直径小于 12 mm。Impella 2.5 的插管部分放置于m 的整合了马达的导管部分相连接。Impella2.5 导管部电量。自 2008 年 6 月，Impella 2.5 可以在美国被广泛 天的心脏供血支持。 作为现有的一款可由股动脉植入的心室辅助装置，其设从股动脉植入人工血泵对患者创伤少，手术方便。在
图 1-3 微型轴流血泵 Impella 2.5icromed DeBakey 心室辅助装置室辅助装置 DeBakey 最早于 1988 年，由三家项目成员机构：Bayloohnson 空间中心和 NASA 美国研究中心共同研制开发。DeBakey 心室重量为 90 g，长度为 76 mm，直径为 30 mm，另配有体外控制器和供身携带，见图 1-4。DeBakey 心室辅助装置中的泵体共有 6 片叶轮，型永磁体，这些永磁体依靠环绕在 DeBakey 流管外侧的变化磁场耦 1-5。这种设计缩小了定子与叶轮之间的驱动距离，增大了磁场耦合驱动效率。DeBakey 心室辅助装置所有与血液接触部分都是使用钛合为全封闭钛合金。DeBakey 心室辅助装置在转速 7500-12500 rpm 和0 kPa 的条件下可为患者提供 5 L/min 的流量[35-37]。akey 心室辅助装置具有良好的生理兼容性，手术过程出血量少，溶
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴流式血泵叶轮结构简化对流体力学特性的影响[J]. 李国荣,朱晓东,郝宗超,田步升,陈海丰. 中国医疗器械信息. 2010(04)
[2]基于粒子图像测速技术的血泵内流场研究[J]. 王芳群,李岚,王颢,茹伟民,曾培,袁海宇,荆腾,钱坤喜. 中国生物医学工程学报. 2009(04)
[3]人工心脏——直叶片非搏动流单心室辅助泵[J]. 钱坤喜. 中国组织工程研究与临床康复. 2009(26)
[4]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)
本文编号：3296321
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轴流式左心室辅助装置HeartMateII
图 1-2 弹性泵血 Thoratec VAD 2.55 是由美国 ABIOMED 公司于 2008 年推出的最新一代助装置由微型泵体，主控制台和净化器组成，见图 1-36.5 mm 微型马达，并将微型弹子轴承的马达和导管一体械驱动轴，其最大输出流量可达 2.5 L/min。Impella 2分的直径小于 12 mm。Impella 2.5 的插管部分放置于m 的整合了马达的导管部分相连接。Impella2.5 导管部电量。自 2008 年 6 月，Impella 2.5 可以在美国被广泛 天的心脏供血支持。 作为现有的一款可由股动脉植入的心室辅助装置，其设从股动脉植入人工血泵对患者创伤少，手术方便。在
图 1-3 微型轴流血泵 Impella 2.5icromed DeBakey 心室辅助装置室辅助装置 DeBakey 最早于 1988 年，由三家项目成员机构：Bayloohnson 空间中心和 NASA 美国研究中心共同研制开发。DeBakey 心室重量为 90 g，长度为 76 mm，直径为 30 mm，另配有体外控制器和供身携带，见图 1-4。DeBakey 心室辅助装置中的泵体共有 6 片叶轮，型永磁体，这些永磁体依靠环绕在 DeBakey 流管外侧的变化磁场耦 1-5。这种设计缩小了定子与叶轮之间的驱动距离，增大了磁场耦合驱动效率。DeBakey 心室辅助装置所有与血液接触部分都是使用钛合为全封闭钛合金。DeBakey 心室辅助装置在转速 7500-12500 rpm 和0 kPa 的条件下可为患者提供 5 L/min 的流量[35-37]。akey 心室辅助装置具有良好的生理兼容性，手术过程出血量少，溶
【参考文献】：
期刊论文
[1]轴流式血泵叶轮结构简化对流体力学特性的影响[J]. 李国荣,朱晓东,郝宗超,田步升,陈海丰. 中国医疗器械信息. 2010(04)
[2]基于粒子图像测速技术的血泵内流场研究[J]. 王芳群,李岚,王颢,茹伟民,曾培,袁海宇,荆腾,钱坤喜. 中国生物医学工程学报. 2009(04)
[3]人工心脏——直叶片非搏动流单心室辅助泵[J]. 钱坤喜. 中国组织工程研究与临床康复. 2009(26)
[4]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)
本文编号：3296321
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