【摘要】：血液是一種復(fù)雜流體,人體血管內(nèi)血液的流動是一個復(fù)雜的過程,研究血管內(nèi)血流動力學(xué)特性具有重要的現(xiàn)實意義,如可通過研究某段血管血流情況來推斷該血管是否異常。一直以來,對于人體內(nèi)血流動力學(xué)特性的測試一直是一個研究難點,直接在人體中對血管內(nèi)血流動力學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行測試,不僅程序流程復(fù)雜,且實驗環(huán)境和條件苛刻,難以實現(xiàn)。而通過搭建的體外血液循環(huán)系統(tǒng)對血液流動進(jìn)行模擬,能有效地對血管內(nèi)血流動力學(xué)特性進(jìn)行測試。體外血流動力學(xué)特性測試系統(tǒng)具有操作性強(qiáng)、可控性高等優(yōu)點,被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究和臨床醫(yī)學(xué)檢查等領(lǐng)域。本文研制了一套體外血流動力學(xué)特性測試裝置,包括體外血流循環(huán)系統(tǒng)和動力學(xué)特性測試系統(tǒng),測試并分析了模擬血管內(nèi)的血流動力學(xué)特性,其測試結(jié)果的規(guī)律與人體真實血流動力學(xué)特性一致,驗證了體外血流動力學(xué)特性測試裝置的可行性。首先,根據(jù)三元件彈性腔模型搭建體外血液循環(huán)系統(tǒng),以蠕動泵為動力裝置,0.9%NaCl溶液為模擬血液,硅膠軟管為模擬血液的輸送系統(tǒng),抽濾瓶為模擬血液儲室,搭建了體外血液流動裝置,為整個系統(tǒng)提供持續(xù)不斷的脈動模擬血流。其次,設(shè)計入口壓力特性測試系統(tǒng),以擴(kuò)散硅式壓力變送器、高速數(shù)據(jù)采集卡、計算機(jī)、穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)硬件基礎(chǔ);在Visual C++平臺編制數(shù)據(jù)采集界面,采集和保存數(shù)據(jù);對該系統(tǒng)進(jìn)行誤差分析,表明該系統(tǒng)可靠性較高。再次,研制一套粒子圖像測速系統(tǒng),以CMOS工業(yè)相機(jī)、工業(yè)顯微鏡頭、體視光源、計算機(jī)為硬件基礎(chǔ);采用“參照白”光照補(bǔ)償算法改善了圖像質(zhì)量并精確地標(biāo)定了像素與長度的關(guān)系;提出基于顏色空間轉(zhuǎn)換的粒子特征提取以及基于SIFT的粒子追蹤測速算法,通過構(gòu)造尺度空間、定位特征點、生成特征點描述符最后計算粒子圖像對中的斜面距離對粒子進(jìn)行匹配,計算粒子的平均速度平均速度,表征模擬血流平均速度。設(shè)計了基于C++的粒子測速系統(tǒng),將粒子圖像對映射到同一坐標(biāo)系,測試模擬血流的速度分布。最后,對硬質(zhì)玻璃材料制備的直型、彎型和Y型透明剛性模擬血管進(jìn)行血流動力學(xué)分析。通過染色線流場顯示法對模擬血管內(nèi)流場作了一個總體認(rèn)識;設(shè)置蠕動泵轉(zhuǎn)速在60~120r/min(蠕動泵轉(zhuǎn)速表征心動周期1~0.5s),分別測試三種模擬血管的入口壓力、平均速度和速度分布,分析血管形狀對血流特性的影響。本文初步實現(xiàn)了體外血流系統(tǒng)的初步仿真,研制了血流動力學(xué)特性測試系統(tǒng),測試結(jié)果的規(guī)律符合人體血流真實情況,同時驗證了數(shù)值模擬結(jié)果。
【圖文】：

圖 1.1 血液的組成圖 1.2 部分人體血管網(wǎng)絡(luò)液流動的復(fù)雜性顯而易見，從血流動力學(xué)方面要的現(xiàn)實意義，在人體血管系統(tǒng)中，主要的血、壁面剪切力、壁面壓力等。其中，血流速度

2圖 1.2 部分人體血管網(wǎng)絡(luò)液流動的復(fù)雜性顯而易見，從血流動力學(xué)方面要的現(xiàn)實意義，在人體血管系統(tǒng)中，主要的血、壁面剪切力、壁面壓力等。其中，血流速度別表征血流量、血流阻力和表征血壓。但是直學(xué)特性參數(shù)進(jìn)行測試，不僅程序流程復(fù)雜，且實現(xiàn)，是不可行的。與體內(nèi)測試相比，血流動測試系統(tǒng)操作性強(qiáng)、可控性高，被應(yīng)用于現(xiàn)代
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH789

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2566082