【摘要】：在過去20多年時間里,我國心力衰竭的患病率和死亡率不斷上升,心力衰竭已成為嚴(yán)重危及人類生存的重大疾病。對于心力衰竭患者,主要有藥物治療和心臟移植兩種手段。對于心力衰竭的晚期患者,使用藥物治療的一年內(nèi)的存活率幾乎為零;對于心臟移植手術(shù),由于供體心臟的嚴(yán)重短缺,很多心力衰竭患者在等待供體心臟的過程中死亡。心室輔助裝置作為一種新的治療手段,可以延長患者的存活率,提高生活質(zhì)量,具有廣泛的發(fā)展前景。對于第三代離心式心室輔助裝置,采用葉輪懸浮技術(shù),可以減小泵體內(nèi)部的機(jī)械摩擦,但是增加了葉輪控制的難度,為此,研究葉輪上所受的徑向偏心力以及泵體的血液動力學(xué)極為重要。針對第三代心室輔助裝置,本文根據(jù)正常人體的生理條件,確定設(shè)計離心式心室輔助泵所需的初始設(shè)計參數(shù),并結(jié)合旋轉(zhuǎn)機(jī)械的相關(guān)理論知識,設(shè)計計算出泵體的基本參數(shù),建立泵體內(nèi)部流道的計算模型,利用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值計算。分別設(shè)計出三種出口位置不同的葉輪,研究葉輪出口流道的不同對泵的水力性能以及泵體內(nèi)部壓力分布、壁面切應(yīng)力等血液動力學(xué)以及葉輪徑向偏心力的分布規(guī)律,結(jié)果表明,葉輪流道向底部方向移動時,得到更平坦的水力性能曲線,但是其在隔舌處的壁面切應(yīng)力最大,更容易引發(fā)溶血。同時,也對泵體上下間隙之間的回流初步分析,葉輪流道向底部移動時,頂部的回流增加,反之則呈現(xiàn)相反趨勢;考慮泵的安裝位置可能會發(fā)生變化,因此也對研究重力方向不同對泵的性能影響,結(jié)果表明重力的方向?qū)Ρ玫男阅軟]有影響�；谝陨系姆抡嬗嬎憬Y(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)最大壓力以及最大壁面切應(yīng)力均出現(xiàn)在泵體內(nèi)部的隔舌處,隔舌是泵體內(nèi)部極其復(fù)雜的一塊區(qū)域,也研究了隔舌圓角尺寸對血液動力學(xué)以及葉輪徑向偏心力的影響。為此,設(shè)計并繪制出4種隔舌圓角不同的渦室。研究隔舌圓角對泵的水力特性以及流內(nèi)部流場的壓力、壁面切應(yīng)力等影響規(guī)律,同時研究分析對葉輪徑向偏心力的影響,結(jié)果表明增大隔舌圓角,水力性能降低,徑向偏心增大,隔舌圓角為2mm時溶血隔舌處壁面切應(yīng)力最小,溶血性能更好。血液動力學(xué)是心室輔助裝置的一個重點(diǎn)研究內(nèi)容,泵體的結(jié)構(gòu)變化引起泵體內(nèi)部流場的變化。研究泵體內(nèi)部的血液動力學(xué)以及葉輪所受的徑向偏心力分布規(guī)律,對第三代心室輔助裝置都具有重要的意義。
【圖文】：

- 3 -c) Thoratec VAD[19]d) HeartMate VAD[20]圖 1-1 第一代心室輔助裝置Berlin Heart Excor[17]由德國 Berlin Heart 公司研發(fā)制造，，是一種與人體扭動外置式循環(huán)支持系統(tǒng)，可用于單心或者雙心輔助，主要在歐洲國家等待心臟移植過渡的病人。1988 年這種心室輔助裝置首次成功地用于or 主要由氣動泵，連接血泵與心腔血管的管道以及電氣驅(qū)動系統(tǒng)組成。聚氨酯材料制作而成，有一個由三層聚丙烯組成的隔膜，該隔膜將血室與氣體室兩部分。外面兩層膜是可長期承受機(jī)械張力的動力膜，內(nèi)直接接觸。血泵的流入端與流出端都裝有瓣膜以保證血液的單向流動一個排氣口，可在血泵壓縮的初期階段將泵內(nèi)的氣體排出。截止 2007 年 631 名患者通過安裝 Excor 心室輔助進(jìn)行治療[18]。其中最長輔助時間 年，證明了在長期心室輔助中的安全性與可靠性。Excor 在成人、兒童的臨床實踐中取得了比較滿意的成果，故障率低和低血栓發(fā)生率是其

第一代心室輔助裝置相比，第二代心室輔助裝置采用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸流泵血，使得血泵的體積更小，噪音更小，適合攜帶，患者的活動而不僅僅局限在床上，適合植入體內(nèi)，且術(shù)后感染更小。但是，對于軸出口的壓力變化極易引起流量的變化，導(dǎo)致流量不夠穩(wěn)定。由于沒有瓣液單向流動，泵的轉(zhuǎn)速必須足夠大，使得泵出口的壓力大于主動脈中壓會出現(xiàn)血液倒流等現(xiàn)象，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪也增大了血液被破壞的可能性成溶血等現(xiàn)象，危及患者的生命。a) Jarvik 2000 VAD[24]b) HeartMate II[26]
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2608869