人工心臟氣動驅動系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2021-05-27 10:18
心力衰竭是嚴重威脅人類健康的疾病。藥物對這種疾病的治療效果不太理想,只有進行心臟移植手術才能有效地治療心力衰竭。但是心臟捐獻數量遠遠不能滿足眾多患者的需求,所以給患者植入人工心臟成為治療心力衰竭最可行的方法,F階段,國內對人工心臟的研究大部分還處在實驗室研究或者動物實驗階段。該項目研制的人工心臟包括驅動空腔和驅動器。美國亞太醫(yī)學中心已經提供了研制所需的驅動空腔,所以本文主要進行人工心臟驅動系統(tǒng)及相關技術的研究。對人工心臟涉及的關鍵技術進行了分析。對心臟和人體血液循環(huán)系統(tǒng)進行了分析,明確了生物心臟實現的功能和所達到的生理指標。對已有的驅動空腔進行了分析,熟悉了驅動空腔的內部結構和工作原理,明確了驅動空腔在整個人工心臟中所起的作用。對人工心臟測試系統(tǒng)進行了分析,了解了測試系統(tǒng)的工作原理。研制了人工心臟驅動器,并通過了哈爾濱醫(yī)科大學的驗收。設計了驅動器的氣動回路,并用AMESim軟件對氣動回路進行了仿真。仿真結果證明了氣動回路的可行性,并根據仿真結果確定了主要氣動元件的參數。設計了電氣控制系統(tǒng),并完成了電氣控制系統(tǒng)的搭建。用Labview和C語言初步設計了軟件控制系統(tǒng),完成了整個驅動器的調試...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究背景和意義
1.2 國內外的研究現狀及分析
1.2.1 國外人工心臟及其驅動器研究現狀
1.2.2 國內人工心臟及其驅動器研究現狀
1.2.3 國內外研究現狀綜述
1.3 課題主要研究內容
第2章 人工心臟關鍵技術分析
2.1 人工臟工作原理
2.2 人工心臟驅動空腔分析
2.3 人工心臟測試系統(tǒng)分析
2.4 本章小結
第3章 人工心臟氣動驅動器研制
3.1 驅動器工作原理確定
3.2 驅動器氣動回路設計
3.3 驅動器氣動回路仿真
3.3.1 氣動回路仿真建模
3.3.2 氣動回路仿真過程
3.3.3 氣動回路仿真結果分析
3.4 驅動器電氣控制系統(tǒng)設計
3.5 驅動器軟件控制系統(tǒng)初步設計
3.6 本章小結
第4章 驅動器實驗研究和控制軟件研制
4.1 驅動器工作效果研究
4.1.1 人工心臟驅動器實驗系統(tǒng)介紹
4.1.2 人工心臟驅動器實驗
4.1.3 驅動參數和驅動效果間關系建立
4.2 控制軟件研制
4.2.1 控制算法建立
4.2.2 控制程序研制
4.3 驅動器評價性實驗及誤差分析
4.4 本章小結
第5章 基于本驅動器工作狀態(tài)下的血液和血管有限元仿真
5.1 流固耦合理論基礎
5.1.1 血液運動學理論基礎
5.1.2 血管力學理論基礎
5.2 血液和血管雙向流固耦合仿真
5.2.0 雙向流固耦合仿真
5.2.1 仿真模型的構建
5.2.2 網格劃分
5.2.3 參數設置
5.2.4 邊界條件設定
5.2.5 求解器設定
5.3 仿真結果分析
5.3.1 血液仿真結果分析
5.3.2 血管仿真結果分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MATLAB與AMESim的液壓系統(tǒng)仿真特點[J]. 張豪陽,李二欠,呂德瑾. 煤礦機械. 2016(07)
[2]先導式截止閥在不同閥芯位置下流動和汽蝕特性的數值分析(英文)[J]. Jin-yuan QIAN,Bu-zhan LIU,Zhi-jiang JIN,Jian-kai WANG,Han ZHANG,An-le LU. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2016(01)
[3]心臟移植供心保存技術的研究進展[J]. 韓曉菲,宋雪銀,徐貫杰. 廣東醫(yī)學. 2015(05)
[4]微循環(huán):人體的第二心臟[J]. 韓建群,孫希波. 知識就是力量. 2014(07)
[5]人工心臟差分渦流位移傳感器的性能測試裝置[J]. 談雪丹,尹成科,陳琛,馬云善,張亦柯. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(05)
[6]心臟泵透皮能源傳輸系統(tǒng)的試驗[J]. 荊騰,徐紅霞,王顥,王芳群,錢坤喜. 江蘇大學學報(自然科學版). 2012(01)
[7]一種植入式磁懸浮離心血泵的體外流體力學實驗研究[J]. 郭龍輝,張杰民,趙龍,劉曉程. 生物醫(yī)學工程研究. 2011(02)
[8]氣動左心輔助循環(huán)泵-羅葉泵內皮化的實驗研究[J]. 李暉,黃煥雷,肖學鈞,林秋雄,成安衡. 中國體外循環(huán)雜志. 2011(02)
[9]血管外膜在血管病變中作用的研究進展[J]. 葛小麗,梁俊清. 遼寧中醫(yī)雜志. 2010(05)
[10]FW型軸流泵的體外溶血與動物實驗研究[J]. 張巖,胡盛壽,周建業(yè),孫寒松,唐躍,鄭哲,張浩,李國榮,朱曉東. 中國胸心血管外科臨床雜志. 2009(02)
博士論文
[1]抑制血管內膜增生的血流動力學和血液流變學機理研究[D]. 徐在品.重慶大學 2005
碩士論文
[1]成人血壓水平與死亡風險的前瞻性研究[D]. 陸懷初.浙江大學 2016
[2]斑塊形態(tài)影響血流動力學參數的高頻超聲研究[D]. 秦倩麗.東北大學 2014
[3]血壓變化對傷害性反應閾值的影響[D]. 陳亞寧.中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學 2003
本文編號:3207391
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】:73 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究背景和意義
1.2 國內外的研究現狀及分析
1.2.1 國外人工心臟及其驅動器研究現狀
1.2.2 國內人工心臟及其驅動器研究現狀
1.2.3 國內外研究現狀綜述
1.3 課題主要研究內容
第2章 人工心臟關鍵技術分析
2.1 人工臟工作原理
2.2 人工心臟驅動空腔分析
2.3 人工心臟測試系統(tǒng)分析
2.4 本章小結
第3章 人工心臟氣動驅動器研制
3.1 驅動器工作原理確定
3.2 驅動器氣動回路設計
3.3 驅動器氣動回路仿真
3.3.1 氣動回路仿真建模
3.3.2 氣動回路仿真過程
3.3.3 氣動回路仿真結果分析
3.4 驅動器電氣控制系統(tǒng)設計
3.5 驅動器軟件控制系統(tǒng)初步設計
3.6 本章小結
第4章 驅動器實驗研究和控制軟件研制
4.1 驅動器工作效果研究
4.1.1 人工心臟驅動器實驗系統(tǒng)介紹
4.1.2 人工心臟驅動器實驗
4.1.3 驅動參數和驅動效果間關系建立
4.2 控制軟件研制
4.2.1 控制算法建立
4.2.2 控制程序研制
4.3 驅動器評價性實驗及誤差分析
4.4 本章小結
第5章 基于本驅動器工作狀態(tài)下的血液和血管有限元仿真
5.1 流固耦合理論基礎
5.1.1 血液運動學理論基礎
5.1.2 血管力學理論基礎
5.2 血液和血管雙向流固耦合仿真
5.2.0 雙向流固耦合仿真
5.2.1 仿真模型的構建
5.2.2 網格劃分
5.2.3 參數設置
5.2.4 邊界條件設定
5.2.5 求解器設定
5.3 仿真結果分析
5.3.1 血液仿真結果分析
5.3.2 血管仿真結果分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MATLAB與AMESim的液壓系統(tǒng)仿真特點[J]. 張豪陽,李二欠,呂德瑾. 煤礦機械. 2016(07)
[2]先導式截止閥在不同閥芯位置下流動和汽蝕特性的數值分析(英文)[J]. Jin-yuan QIAN,Bu-zhan LIU,Zhi-jiang JIN,Jian-kai WANG,Han ZHANG,An-le LU. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2016(01)
[3]心臟移植供心保存技術的研究進展[J]. 韓曉菲,宋雪銀,徐貫杰. 廣東醫(yī)學. 2015(05)
[4]微循環(huán):人體的第二心臟[J]. 韓建群,孫希波. 知識就是力量. 2014(07)
[5]人工心臟差分渦流位移傳感器的性能測試裝置[J]. 談雪丹,尹成科,陳琛,馬云善,張亦柯. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(05)
[6]心臟泵透皮能源傳輸系統(tǒng)的試驗[J]. 荊騰,徐紅霞,王顥,王芳群,錢坤喜. 江蘇大學學報(自然科學版). 2012(01)
[7]一種植入式磁懸浮離心血泵的體外流體力學實驗研究[J]. 郭龍輝,張杰民,趙龍,劉曉程. 生物醫(yī)學工程研究. 2011(02)
[8]氣動左心輔助循環(huán)泵-羅葉泵內皮化的實驗研究[J]. 李暉,黃煥雷,肖學鈞,林秋雄,成安衡. 中國體外循環(huán)雜志. 2011(02)
[9]血管外膜在血管病變中作用的研究進展[J]. 葛小麗,梁俊清. 遼寧中醫(yī)雜志. 2010(05)
[10]FW型軸流泵的體外溶血與動物實驗研究[J]. 張巖,胡盛壽,周建業(yè),孫寒松,唐躍,鄭哲,張浩,李國榮,朱曉東. 中國胸心血管外科臨床雜志. 2009(02)
博士論文
[1]抑制血管內膜增生的血流動力學和血液流變學機理研究[D]. 徐在品.重慶大學 2005
碩士論文
[1]成人血壓水平與死亡風險的前瞻性研究[D]. 陸懷初.浙江大學 2016
[2]斑塊形態(tài)影響血流動力學參數的高頻超聲研究[D]. 秦倩麗.東北大學 2014
[3]血壓變化對傷害性反應閾值的影響[D]. 陳亞寧.中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學 2003
本文編號:3207391
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