心力衰竭已成為嚴重危害人類生命和健康的重大疾病,在發(fā)達國家終末期心衰患者的主要治療手段是植入心室輔助裝置(Ventricular Assist Device,VAD),其可以輔助或替代心臟的泵血功能,有助于心臟的卸負荷,促進血液循環(huán)。體外循環(huán)模擬系統(tǒng)(Mock Circulatory System,MCS)是一個模擬人體循環(huán)系統(tǒng)血流動力學狀態(tài)的實驗平臺,廣泛用于VAD等心血管人工器官的體外性能評價。本文的目標是設計研發(fā)可用于VAD體外性能測試的具有雙心和體肺循環(huán)的體外循環(huán)模擬系統(tǒng),該系統(tǒng)要能夠模擬健康、運動及不同程度心衰等生理條件,并且能夠與VAD協同作用,模擬循環(huán)系統(tǒng)的血流動力學特性。根據系統(tǒng)設計要求,本文從MCS的水力學回路機械結構設計、數據采集與控制模塊、Amesim系統(tǒng)仿真及MCS的實驗驗證四個方面展開。(1)通過數學建模與機械模型設計,分別設計制造了心室、血管順應性、外周阻力、瓣膜等水力學回路的實體部分,用于產生與人體循環(huán)系統(tǒng)的實體部分相對應的血壓和血流等血流動力學參數。(2)應用Labview編制數據采集與控制程序對水力學回路產生的參數結果進行采集、計算、顯示及數據保存。(...

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
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第一章 緒論
    1.1 心室輔助裝置
    1.2 人體心血管循環(huán)系統(tǒng)概述
        1.2.1 人體心血管循環(huán)系統(tǒng)組成
        1.2.2 自然心臟的泵血機制
    1.3 體外循環(huán)模擬系統(tǒng)的研究目的與意義
    1.4 體外循環(huán)模擬系統(tǒng)的研究現狀
        1.4.1 體外循環(huán)模擬系統(tǒng)的發(fā)展
        1.4.2 體外循環(huán)模擬系統(tǒng)的組成
        1.4.3 體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的心室模擬器
        1.4.4 體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的血管順應性
        1.4.5 體外模擬循環(huán)系統(tǒng)的外周阻力
    1.5 課題來源及主要研究內容
        1.5.1 課題來源
        1.5.2 主要研究內容
        1.5.3 研究特點
第二章 MCS的結構設計
    2.1 設計要求與參數指標
    2.2 設計原理概述
    2.3 機械結構設計方法
    2.4 心室的機械結構設計
        2.4.1 心室的運動機構設計
        2.4.2 心室的瓣膜設計
    2.5 血管順應性腔的結構設計
    2.6 外周阻力的節(jié)流機制設計
    2.7 流道密封設計
    2.8 機械裝配
第三章 MCS的LABVIEW數據采集
    3.1 數據采集介紹
    3.2 LABVIEW軟件簡介
    3.3 LABVIEW的數據采集
    3.4 DAQ的硬件設備
    3.5 DAQ的LABVIEW程序設計
        3.5.1 DAQ程序設計流程
        3.5.2 DAQ程序設計要求
        3.5.3 DAQ程序設計過程
    3.6 電器控制元件的安裝
第四章 MCS的AMESIM仿真
    4.1 AMESIM仿真軟件簡介
    4.2 AMESIM的仿真建模
    4.3 AMESIM的仿真參數
        4.3.1 仿真參數分類
        4.3.2 仿真參數設置
    4.4 仿真結果
        4.4.1 健康生理條件
        4.4.2 運動生理條件
        4.4.3 心衰生理條件
    4.5 仿真總結
第五章 MCS的實驗
    5.1 實驗介紹
    5.2 MCS的操作流程
    5.3 三種生理條件實驗
        5.3.1 健康生理條件
        5.3.2 運動生理條件
        5.3.3 心衰生理條件
    5.4 VAD輔助實驗
    5.5 實驗結果討論
        5.5.1 仿真與實驗結果對比
        5.5.2 有效性分析
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文
致謝



本文編號：3772365