發(fā)布時(shí)間：2020-06-07 07:40

【摘要】：全人工心臟(Total Artificial Heart,TAH)是一種可以實(shí)現(xiàn)人體生理學(xué)心臟全部功能的設(shè)備。其可提供近乎無(wú)限的移植供體,具有廣泛的研究前景。但是現(xiàn)存的全人工心臟技術(shù)尚不成熟,其最主要的缺陷表現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)上。研制中的可全部植入人體的小型化搏動(dòng)式全人工心臟效率較低,因而在實(shí)際使用中發(fā)熱嚴(yán)重,若植入人體會(huì)造成熱量堆積損傷人體器官。為了提高搏動(dòng)式全人工心臟的工作效率,本文設(shè)計(jì)了一種新型的搏動(dòng)式全人工心臟的驅(qū)動(dòng)方案。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性和高效性,采用仿真和實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)驅(qū)動(dòng)方案進(jìn)行研究,細(xì)節(jié)如下:從心臟的結(jié)構(gòu)和其在血液循環(huán)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的功能兩方面出發(fā),討論了人體心臟的主要生理學(xué)指標(biāo),并據(jù)此確定了新型驅(qū)動(dòng)方案的技術(shù)指標(biāo)。提出了一種利用單向旋轉(zhuǎn)的電機(jī)實(shí)現(xiàn)推板往復(fù)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方案,并建立了此驅(qū)動(dòng)方案的參數(shù)化輸出模型。從全人工心臟內(nèi)部流場(chǎng)的角度出發(fā)進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)仿真,旨在分析單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方案在全人工心臟內(nèi)部產(chǎn)生的壓強(qiáng)流場(chǎng)是否滿足不破壞血紅細(xì)胞的壓強(qiáng)條件。建立了全人工心臟左心室的動(dòng)態(tài)模型,依據(jù)驅(qū)動(dòng)方案的運(yùn)動(dòng)形式對(duì)其動(dòng)網(wǎng)格進(jìn)行。從血液循環(huán)系統(tǒng)的角度出發(fā)進(jìn)行仿真分析,旨在探討單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方案下的血壓響應(yīng)是否滿足人體的生理學(xué)需求�；趶椥郧焕碚摶痉匠探⒘搜貉h(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,仿真分析不同參數(shù)下的血壓響應(yīng),確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方案的合理性和高效性。研制單向旋轉(zhuǎn)搏動(dòng)式全人工心臟原型機(jī),利用多諾萬(wàn)體外模擬循環(huán)系統(tǒng)及心臟監(jiān)護(hù)儀測(cè)試全人工心臟原型機(jī)的輸出特性,并將采集圖像與人體的主動(dòng)脈血壓波形做對(duì)比,分析驅(qū)動(dòng)方案的合理性。最后設(shè)計(jì)了效率測(cè)試實(shí)驗(yàn),分析單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方案的工作效率能否滿足課題開(kāi)始時(shí)提出的效率及散熱要求。
【圖文】：

成功進(jìn)行了臨床實(shí)驗(yàn)，將其研制的 Jarvik-7 型全人工心臟移人工心臟如圖 1-2 所示。該型全人工心臟是世界上第一個(gè)被全人工心臟。在 1984 年，Jarvik-7 型全人工心臟共進(jìn)行了五者都在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了血栓和二次感染，，限制了改型全人

心臟的搏動(dòng)作用，而有較大的借鑒意義。在 2004 年，Jarvik改進(jìn)型 SynCardia 全人工心臟問(wèn)世[18]，如圖 1-3 所示，并獲得床。SynCardia 全人工心臟的誕生，為無(wú)數(shù)等待心臟移植的患中最長(zhǎng)的一位使用者在 SynCardia 全人工心臟的幫助下，成，并且最終等到了合適的心臟供體，完成了心臟移植[19]。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2701089