旋轉(zhuǎn)式心臟泵輔助系統(tǒng)的抽吸和反流檢測及其控制
發(fā)布時間:2020-12-09 17:29
心力衰竭是一種病理狀態(tài),由于其預(yù)后差、患病率和死亡率高,已經(jīng)嚴(yán)重威脅人類健康。近年,旋轉(zhuǎn)式心臟泵逐漸被應(yīng)用于重度心衰患者的輔助治療。然而,臨床上心臟泵常工作于定轉(zhuǎn)速模式。這種模式一方面降低了系統(tǒng)搏動性,可能導(dǎo)致胃出血、主動脈充盈等并發(fā)癥,另一方面容易導(dǎo)致左心室抽吸、心臟泵反流等異常狀態(tài)。因此,本文借助數(shù)值仿真和體外實驗針對旋轉(zhuǎn)式心臟泵輔助系統(tǒng)的抽吸和反流現(xiàn)象進(jìn)行研究,并建立變轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)對心衰患者進(jìn)行變轉(zhuǎn)速輔助。主要研究內(nèi)容如下:耦合心血管和旋轉(zhuǎn)泵模型,建立心臟泵輔助系統(tǒng)模型。首先,采用二尖瓣時變電阻模型和Suga模型建立左心血液循環(huán)系統(tǒng)模型,并對其進(jìn)行校核。其次,將新型心臟泵模型和左心血液循環(huán)模型進(jìn)行耦合,對心衰系統(tǒng)進(jìn)行定轉(zhuǎn)速輔助。結(jié)果表明,心血管模型可實現(xiàn)不同生理狀態(tài)的模擬,而經(jīng)過心臟泵輔助的心血管系統(tǒng)可產(chǎn)生符合生理的血流。應(yīng)用耦合模型,研究旋轉(zhuǎn)式心臟泵輔助系統(tǒng)的抽吸和反流,實現(xiàn)兩者的檢測。當(dāng)泵轉(zhuǎn)速提高至左心室壓LVP出現(xiàn)負(fù)值,左心室發(fā)生抽吸現(xiàn)象。分析抽吸過程血液動力學(xué)參數(shù)特點,采用泵流量最小值包絡(luò)線斜率dx7/dt進(jìn)行抽吸檢測。此外,根...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
左心室輔助裝置人體植入圖
arvik 2000 和 HeartMate 2。第三代血泵為磁懸浮血泵,代表泵型有 Terumst 和 Heartquest,其本質(zhì)上仍然屬于旋轉(zhuǎn)式心臟泵,只是驅(qū)動不同于傳泵。針對第三代血泵的研究仍處于研究階段,未大規(guī)模商業(yè)化。為了促工心臟泵的發(fā)展,本課題組致力于旋轉(zhuǎn)式心臟泵研究十余年,圖 1.2 為主研發(fā)的旋轉(zhuǎn)式心臟泵。其中,離心泵已成功進(jìn)行動物實驗,實驗所用存活 5 天;軸流泵分別有 21mm、23mm 以及 25mm 三種型號[7]。表 1.2 心臟泵發(fā)展史Table.1.2 The development history of blood pump特點 代表泵型 缺點模仿自然心臟的功能,搏動式泵Abiomed BVS5000、Novacor、Berlin Hear體積大、機(jī)械磨損嚴(yán)重、低壽命非搏動旋轉(zhuǎn)式心臟泵,主要指離心式和軸流式心臟泵DeBakey、Javik2000、HeartMate 2易發(fā)生血栓、抽吸和流等并發(fā)癥指沒有接觸軸承的各種形式的旋轉(zhuǎn)泵,葉輪懸浮Terumo、Meduest、Heartquest懸浮穩(wěn)定性差、散熱難
液循環(huán)提供動力。血管系統(tǒng)類似于一棵樹,主動脈作為主干后連接許多小血管,最終止于微血管-毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。循環(huán)循環(huán)分為體循環(huán)和肺循環(huán),體循環(huán)為細(xì)胞,組織和器官提供和其他重要物質(zhì),肺循環(huán)則是人體呼吸新鮮空氣進(jìn)入血液的,紅色部分代表動脈血,藍(lán)色部分代表靜脈血。在體循環(huán)液泵入主動脈,依靠心臟提供的壓力經(jīng)小動脈流入毛細(xì)血管攜帶的O2,營養(yǎng)物質(zhì)和其他重要物質(zhì)并吸收細(xì)胞等呼吸作用代謝排除的廢物,這些低氧血液將流回右心房和右心室。肺循心室將低氧血泵入肺動脈,進(jìn)而進(jìn)入更小的動脈和毛細(xì)血液循環(huán)的影響較小,因此本文僅考慮左心,忽略右心對耦合系
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]《中國心血管病報告2017》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進(jìn),鄭哲,蔣立新,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2018(01)
[2]基于左心室輔助裝置和心血管耦合模型的反流研究[J]. 王芳群,吳振海,荊騰,徐慶,堯進(jìn)豪,吉敬華. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2017(05)
[3]基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)的控制研究[J]. 王芳群,徐慶,吳振海,溫太陽,吉敬華,賀照明. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2016(06)
[4]參附注射液對心衰患者BNP、血漿ET-1、左心收縮功能指標(biāo)影響觀察63例[J]. 狄佳,費(fèi)立博,黃昌保,聶時南. 臨床急診雜志. 2014(07)
[5]主動脈內(nèi)血泵對血管血流動力學(xué)的影響[J]. 常宇,谷凱云,高斌,劉有軍. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2013(04)
[6]體循環(huán)系統(tǒng)建模與仿真[J]. 錢坤喜,劉苓苓,李嵐,王芳群. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(03)
[7]主動脈內(nèi)血泵的全程滑模控制器設(shè)計[J]. 高斌,谷凱云,常宇,劉有軍. 醫(yī)用生物力學(xué). 2011(03)
[8]動態(tài)封閉容腔及其壓力基本公式[J]. 吳根茂. 流體傳動與控制. 2007(03)
[9]21毫米人造心臟瓣膜泵的設(shè)計及研制[J]. 錢坤喜,王顥,王芳群,茹偉民,曾培,袁海宇,封志剛. 上海生物醫(yī)學(xué)工程. 2005(03)
博士論文
[1]左心室輔助裝置體外模擬循環(huán)測試系統(tǒng)及生理控制研究[D]. 黃峰.浙江大學(xué) 2014
本文編號:2907219
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
左心室輔助裝置人體植入圖
arvik 2000 和 HeartMate 2。第三代血泵為磁懸浮血泵,代表泵型有 Terumst 和 Heartquest,其本質(zhì)上仍然屬于旋轉(zhuǎn)式心臟泵,只是驅(qū)動不同于傳泵。針對第三代血泵的研究仍處于研究階段,未大規(guī)模商業(yè)化。為了促工心臟泵的發(fā)展,本課題組致力于旋轉(zhuǎn)式心臟泵研究十余年,圖 1.2 為主研發(fā)的旋轉(zhuǎn)式心臟泵。其中,離心泵已成功進(jìn)行動物實驗,實驗所用存活 5 天;軸流泵分別有 21mm、23mm 以及 25mm 三種型號[7]。表 1.2 心臟泵發(fā)展史Table.1.2 The development history of blood pump特點 代表泵型 缺點模仿自然心臟的功能,搏動式泵Abiomed BVS5000、Novacor、Berlin Hear體積大、機(jī)械磨損嚴(yán)重、低壽命非搏動旋轉(zhuǎn)式心臟泵,主要指離心式和軸流式心臟泵DeBakey、Javik2000、HeartMate 2易發(fā)生血栓、抽吸和流等并發(fā)癥指沒有接觸軸承的各種形式的旋轉(zhuǎn)泵,葉輪懸浮Terumo、Meduest、Heartquest懸浮穩(wěn)定性差、散熱難
液循環(huán)提供動力。血管系統(tǒng)類似于一棵樹,主動脈作為主干后連接許多小血管,最終止于微血管-毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。循環(huán)循環(huán)分為體循環(huán)和肺循環(huán),體循環(huán)為細(xì)胞,組織和器官提供和其他重要物質(zhì),肺循環(huán)則是人體呼吸新鮮空氣進(jìn)入血液的,紅色部分代表動脈血,藍(lán)色部分代表靜脈血。在體循環(huán)液泵入主動脈,依靠心臟提供的壓力經(jīng)小動脈流入毛細(xì)血管攜帶的O2,營養(yǎng)物質(zhì)和其他重要物質(zhì)并吸收細(xì)胞等呼吸作用代謝排除的廢物,這些低氧血液將流回右心房和右心室。肺循心室將低氧血泵入肺動脈,進(jìn)而進(jìn)入更小的動脈和毛細(xì)血液循環(huán)的影響較小,因此本文僅考慮左心,忽略右心對耦合系
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]《中國心血管病報告2017》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進(jìn),鄭哲,蔣立新,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2018(01)
[2]基于左心室輔助裝置和心血管耦合模型的反流研究[J]. 王芳群,吳振海,荊騰,徐慶,堯進(jìn)豪,吉敬華. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2017(05)
[3]基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)的控制研究[J]. 王芳群,徐慶,吳振海,溫太陽,吉敬華,賀照明. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2016(06)
[4]參附注射液對心衰患者BNP、血漿ET-1、左心收縮功能指標(biāo)影響觀察63例[J]. 狄佳,費(fèi)立博,黃昌保,聶時南. 臨床急診雜志. 2014(07)
[5]主動脈內(nèi)血泵對血管血流動力學(xué)的影響[J]. 常宇,谷凱云,高斌,劉有軍. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2013(04)
[6]體循環(huán)系統(tǒng)建模與仿真[J]. 錢坤喜,劉苓苓,李嵐,王芳群. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(03)
[7]主動脈內(nèi)血泵的全程滑模控制器設(shè)計[J]. 高斌,谷凱云,常宇,劉有軍. 醫(yī)用生物力學(xué). 2011(03)
[8]動態(tài)封閉容腔及其壓力基本公式[J]. 吳根茂. 流體傳動與控制. 2007(03)
[9]21毫米人造心臟瓣膜泵的設(shè)計及研制[J]. 錢坤喜,王顥,王芳群,茹偉民,曾培,袁海宇,封志剛. 上海生物醫(yī)學(xué)工程. 2005(03)
博士論文
[1]左心室輔助裝置體外模擬循環(huán)測試系統(tǒng)及生理控制研究[D]. 黃峰.浙江大學(xué) 2014
本文編號:2907219
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