本文關(guān)鍵詞：心衰脈動(dòng)過(guò)程中兩級(jí)軸流血泵內(nèi)部血液損傷的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：心力衰竭現(xiàn)今已經(jīng)成為心血管疾病中致死率最高的疾病之一。心臟移植是治療終末期心衰患者唯一的治療手段。但是因?yàn)樾呐K供體的缺乏,很多患者在等待供體的心臟移植過(guò)程中死亡。因此,用于機(jī)械輔助支撐終末期心衰患者心臟做功的軸流血泵被發(fā)展起來(lái),用以維持患者心血管循環(huán)中血液的正常循環(huán),延緩患者的生命。軸流血泵的葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶來(lái)高剪切應(yīng)力,造成泵中血液損傷程度很高。論文所研究的經(jīng)皮下植入式微型軸流血泵有嚴(yán)格的徑向尺寸限制,但軸向尺寸限制小,所以本文通過(guò)增加軸流血泵的級(jí)數(shù)來(lái)降低葉輪轉(zhuǎn)速,探索在滿足輔助要求條件下減小血液損傷的可能性。同時(shí),軸流血泵在進(jìn)行心衰輔助時(shí),由于衰竭的左心室仍然不斷地收縮舒張對(duì)血液擠壓做功,使血泵的進(jìn)口壓強(qiáng)和流量產(chǎn)生周期性變化,造成血泵處于非穩(wěn)定脈動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),泵內(nèi)血液損傷也是未知的。綜上所述,本文發(fā)展了血液損傷的評(píng)價(jià)方法,結(jié)合溶血和血栓的數(shù)學(xué)計(jì)算模型,通過(guò)CFD計(jì)算探究了在心衰脈動(dòng)過(guò)程中兩級(jí)軸流血泵內(nèi)血液損傷的程度。本文主要進(jìn)行了以下兩個(gè)方面的研究:(1)對(duì)兩級(jí)軸流血泵進(jìn)行兩種不同直徑尺寸的水力設(shè)計(jì),并且根據(jù)首次級(jí)揚(yáng)程的不同分成三種組合。單級(jí)軸流血泵用于同兩級(jí)軸流血泵做血液損傷程度的比較。在進(jìn)口流量5 L/min、出口壓力100 mmHg的工況下,對(duì)這兩種類型的軸流血泵進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果顯示:外徑為14 mm的軸流血泵系列中,兩級(jí)軸流血泵的血液損傷比單級(jí)設(shè)計(jì)大;外徑為8 mm的軸流血泵系列中,兩級(jí)軸流血泵溶血程度優(yōu)于單級(jí)設(shè)計(jì),而血小板活化程度差于單級(jí)設(shè)計(jì)。三種不同揚(yáng)程組合的兩級(jí)軸流血泵相比,在溶血程度和血小板活化程度的指標(biāo)上,兩級(jí)低-高揚(yáng)程葉輪組合血泵設(shè)計(jì)優(yōu)于兩級(jí)等揚(yáng)程和兩級(jí)高-低揚(yáng)程葉輪組合血泵設(shè)計(jì)。(2)為了理解血泵脈動(dòng)運(yùn)行時(shí)流動(dòng)對(duì)血液造成的損傷,我們建立了血泵和心血管循環(huán)系統(tǒng)多尺度模型。多尺度模型將0維尺度的心血管循環(huán)集中參數(shù)模型和3維尺度的軸流血泵內(nèi)部流動(dòng)分布式參數(shù)模型相結(jié)合。以兩級(jí)軸流血泵為例,用MATLAB仿真得到一個(gè)心動(dòng)周期中兩級(jí)軸流血泵的動(dòng)態(tài)進(jìn)出口壓差和流量變化。其次,根據(jù)血泵內(nèi)血流動(dòng)力特性,將動(dòng)態(tài)工況分段劃分,并以這些流量作為準(zhǔn)靜態(tài)工況進(jìn)行溶血程度和血小板活化程度的計(jì)算。最后,將一個(gè)心動(dòng)周期中準(zhǔn)靜態(tài)工況的溶血程度、血小板活化程度做時(shí)間加權(quán)平均,得到平均溶血程度值、血小板活化程度值。研究表明,多尺度模型的計(jì)算方法可以預(yù)估血泵在心衰脈動(dòng)運(yùn)行時(shí)的平均溶血程度、血小板活化程度。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH789

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 葉亮;范慧敏;洪方文;周連第;陳應(yīng)生;劉中民;;植入型軸流血泵設(shè)計(jì)及其流體性能數(shù)值預(yù)報(bào)[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2011年10期

2 趙春章,張錫文,白凈;可植入式微型軸流血泵流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年07期

3 云忠;譚建平;龔中良;徐先懂;;植入式軸流血泵CFD仿真研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2006年04期

4 高殿榮;王廣義;;錐形螺旋軸流血泵流場(chǎng)三維數(shù)值模擬與分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2007年09期

5 王淑娟;范錦彪;王燕;;軸流血泵閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋量提取方法研究[J];科技致富向?qū)?2013年06期

6 李濤;趙慧;;兩級(jí)軸流血泵CFD性能仿真[J];機(jī)床與液壓;2013年13期

7 云忠;譚建平;龔中良;;軸流血泵葉輪結(jié)構(gòu)CFD仿真優(yōu)化研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2006年10期

8 高勇;加萬(wàn)里;甄彩虹;陳碧;白苗苗;李薇;;基于CFD的軸流血泵內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值分析[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年11期

9 云忠;譚建平;龔中良;;軸流血泵葉輪結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化分析[J];機(jī)械;2006年07期

10 陳海豐;江斌;郝素萍;田步升;郝中超;李國(guó)榮;;植入式微型軸流血泵的研制及實(shí)驗(yàn)研究[J];山西醫(yī)藥雜志;2006年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 趙春章;張錫文;何楓;;微型軸流血泵數(shù)值模擬及溶血分析[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

2 高殿榮;王廣義;;錐形螺旋軸流血泵流場(chǎng)三維數(shù)值模擬與分析[A];第四屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

3 高殿榮;溫茂森;梁英娜;田靜;;后導(dǎo)輪導(dǎo)葉對(duì)軸流血泵流動(dòng)特性影響的研究[A];中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)流體傳動(dòng)與控制分會(huì)第六屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

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1 王玉璇;植入式微型軸流血泵的研制和初步的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 祝雪嬌;中空式軸流血泵的數(shù)值模擬及初步優(yōu)化[D];清華大學(xué);2012年

2 周冰晶;心衰脈動(dòng)過(guò)程中兩級(jí)軸流血泵內(nèi)部血液損傷的數(shù)值模擬研究[D];江蘇大學(xué);2016年

3 石芬;植入式軸流血泵環(huán)空流場(chǎng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];中南大學(xué);2012年

4 向闖;外磁力振動(dòng)對(duì)植入式軸流血泵流場(chǎng)的影響研究[D];中南大學(xué);2012年

5 李濤;兩級(jí)軸流血泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能仿真[D];武漢科技大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1143301