叶轮式心脏泵的仿生控制研究
发布时间：2021-07-28 05:09
叶轮式人工心脏血泵经过半个多世纪的研究和发展,已经达到了血液相容性、可植入性、耐久性等临床要求,而心脏泵植入受体后的舒适性问题一直影响着它的进一步发展,关键因素之一是提高血泵流量随扬程（血泵进出口压力差）变化的灵敏度,保持左心室辅助泵与右心室输出的流量平衡。由于左心室辅助泵自身特性的限制,维持与右心室流量平衡难以自动达到,因此需要从血泵的控制系统中寻找新的方法。本文通过三种控制方法设计了仿生控制系统：A、手动控制方法。该控制方法主要是为了获得控制策略中扬程变化与电压补偿之间的控制关系方程而设计的一种实验方法,它是利用改进前的控制系统控制血泵运行,手动调节扬程定值变化的同时给控制系统一定的补偿电压,使流量达到符合要求的灵敏度,记录扬程变化与电压的补偿值,画出它们之间的关系曲线,求出控制方程。该控制中的扬程和流量都是通过手动调节控制系统人为给定的,是设计的仿生控制系统应该达到的理想值,可用于仿生控制系统设计后的比较分析；B、基于传感器反馈血泵参数的仿生控制系统。该控制系统是在了解血泵基本控制原理的基础上,通过分析血泵扬程、流量与输入电压之间的关系数据,制定了通过输入电压补偿的方式提高流量随...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
江苏大学研制的叶轮血泵(右)与Novacor及TCI心脏泵的比较
江苏大学博士学位论文:叶轮式心脏泵的仿生控制研究图1一2心室辅助离心泵(左)和它成功地应用到羊体上(右)图1一3微型瓣膜泵原理图(左)和正在进行的动物实验(右)2研究的背景、目的和研究现状2.1研究的背景和目的人工心脏简称心脏泵(又称血泵)，是心室辅助装置的关键部件，是流体机械的一个新的分支，它是集流体力学、机械、医学、}匕子、电磁学和控制学为一体的交叉学科。血泵作为一种前景广阔的左心室辅助装置已得到世界各地医师和患者的)、‘泛认可。目前，许多研究机构都研发出自己的产品。尤其是美国的 Jarvik2000左心室辅助装置(LVAD)的研制，己经趋向成熟。英国人在顿(Houghton)先生自2000年6月植入 Jarvik2000到现在已经10年多了。2005年，他在人工器官 (AnifieialOrgans)杂志卜发表了自己的感思【’“]，他说人工J自脏给了他第一个高l}}:质生存的机会，但井没能解决他潜在的心脏缺陷
第1章绪论题主要是技术上的。大约每六个月，电池到病人头部插头之间的导线(图1一4右)就会坏一次。当然，他有备用的，但是将导线插入自己的头部很费事，在更换导线的那几秒钟内心脏泵会停止工作，所以他需要一些辅助措施。最难解决的问题是怎样保持左心室辅助泵与右心室的流量平衡:左心室辅助泵的流量太高会引起呼吸不畅，太低会使人感到头晕。这意味着他凡乎每天都不能轻松自如的呼吸，有时能步行几英里，有时刚走出几步就感到呼吸困难，让人很难适应。这是因为当人体进行轻微运动时，人体体循环中阻力减小，血流加快，使血泵的扬程降低，流量增大。资料显示，在人体轻微运动，主动脉压比较稳定的情况下，人体自然心脏左心房的平均压一般为巧一30mmHg
【参考文献】：
期刊论文
[1]STM32芯片在水泵综合参数测量中的应用[J]. 季力,颜建军. 轻工机械. 2010(06)
[2]基于STM32标准外设库STM32F103xxx外围器件编程[J]. 南亦民. 长沙航空职业技术学院学报. 2010(04)
[3]神经网络及应用研究[J]. 邓盈. 机械工程与自动化. 2010(06)
[4]基于ATmega16计件器的设计与实现[J]. 宋华宁,邹清平. 科技信息. 2010(33)
[5]基于STM32F103的永磁同步电机控制系统设计[J]. 张程. 自动化应用. 2010(11)
[6]基于Cortex-M3的STM32微控制器处理先进电机控制方法[J]. Vincent Onde. 电子产品世界. 2010(11)
[7]基于ATmega16的压力传感器温度补偿智能化设计[J]. 胡园园,李淮江,王大军. 仪表技术与传感器. 2010(10)
[8]基于ATmega16单片机的通用电机控制装置的设计[J]. 仝迪,张禾. 电子元器件应用. 2010(07)
[9]基于ATmega16的无刷直流电机调速系统[J]. 莫易敏,姚琳,汤春球. 机电工程. 2010(06)
[10]基于STM32的多步进电机控制系统研究[J]. 刘慧英,范宝山. 测控技术. 2010(06)
硕士论文
[1]基于Cortex内核嵌入式处理器的压磁传感信号检测技术研究[D]. 卢修文.北京工业大学 2009
[2]人工心脏用永磁无刷直流电机设计及驱动控制研究[D]. 茹伟民.江苏大学 2006
本文编号：3307284
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
江苏大学研制的叶轮血泵(右)与Novacor及TCI心脏泵的比较
江苏大学博士学位论文:叶轮式心脏泵的仿生控制研究图1一2心室辅助离心泵(左)和它成功地应用到羊体上(右)图1一3微型瓣膜泵原理图(左)和正在进行的动物实验(右)2研究的背景、目的和研究现状2.1研究的背景和目的人工心脏简称心脏泵(又称血泵)，是心室辅助装置的关键部件，是流体机械的一个新的分支，它是集流体力学、机械、医学、}匕子、电磁学和控制学为一体的交叉学科。血泵作为一种前景广阔的左心室辅助装置已得到世界各地医师和患者的)、‘泛认可。目前，许多研究机构都研发出自己的产品。尤其是美国的 Jarvik2000左心室辅助装置(LVAD)的研制，己经趋向成熟。英国人在顿(Houghton)先生自2000年6月植入 Jarvik2000到现在已经10年多了。2005年，他在人工器官 (AnifieialOrgans)杂志卜发表了自己的感思【’“]，他说人工J自脏给了他第一个高l}}:质生存的机会，但井没能解决他潜在的心脏缺陷
第1章绪论题主要是技术上的。大约每六个月，电池到病人头部插头之间的导线(图1一4右)就会坏一次。当然，他有备用的，但是将导线插入自己的头部很费事，在更换导线的那几秒钟内心脏泵会停止工作，所以他需要一些辅助措施。最难解决的问题是怎样保持左心室辅助泵与右心室的流量平衡:左心室辅助泵的流量太高会引起呼吸不畅，太低会使人感到头晕。这意味着他凡乎每天都不能轻松自如的呼吸，有时能步行几英里，有时刚走出几步就感到呼吸困难，让人很难适应。这是因为当人体进行轻微运动时，人体体循环中阻力减小，血流加快，使血泵的扬程降低，流量增大。资料显示，在人体轻微运动，主动脉压比较稳定的情况下，人体自然心脏左心房的平均压一般为巧一30mmHg
【参考文献】：
期刊论文
[1]STM32芯片在水泵综合参数测量中的应用[J]. 季力,颜建军. 轻工机械. 2010(06)
[2]基于STM32标准外设库STM32F103xxx外围器件编程[J]. 南亦民. 长沙航空职业技术学院学报. 2010(04)
[3]神经网络及应用研究[J]. 邓盈. 机械工程与自动化. 2010(06)
[4]基于ATmega16计件器的设计与实现[J]. 宋华宁,邹清平. 科技信息. 2010(33)
[5]基于STM32F103的永磁同步电机控制系统设计[J]. 张程. 自动化应用. 2010(11)
[6]基于Cortex-M3的STM32微控制器处理先进电机控制方法[J]. Vincent Onde. 电子产品世界. 2010(11)
[7]基于ATmega16的压力传感器温度补偿智能化设计[J]. 胡园园,李淮江,王大军. 仪表技术与传感器. 2010(10)
[8]基于ATmega16单片机的通用电机控制装置的设计[J]. 仝迪,张禾. 电子元器件应用. 2010(07)
[9]基于ATmega16的无刷直流电机调速系统[J]. 莫易敏,姚琳,汤春球. 机电工程. 2010(06)
[10]基于STM32的多步进电机控制系统研究[J]. 刘慧英,范宝山. 测控技术. 2010(06)
硕士论文
[1]基于Cortex内核嵌入式处理器的压磁传感信号检测技术研究[D]. 卢修文.北京工业大学 2009
[2]人工心脏用永磁无刷直流电机设计及驱动控制研究[D]. 茹伟民.江苏大学 2006
本文编号：3307284
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