本文關(guān)鍵詞：基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)的控制研究

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【摘要】：本文提出一種基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)控制模型,該模型由左心血液循環(huán)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)式心臟泵模型耦合而成�？紤]心臟泵的水力特性,根據(jù)泵相似性原理提出了新型旋轉(zhuǎn)式心臟泵的數(shù)學(xué)模型。泵模型耦合心血管系統(tǒng)后采用七階集總參數(shù)非線性空間狀態(tài)方程表示,控制變量為電機(jī)轉(zhuǎn)速。本文采用泵心臟舒張期最小流量變化斜率作為反饋機(jī)制,確保最大灌注量的同時(shí)避免抽吸。通過Matlab對(duì)模型進(jìn)行仿真,結(jié)果顯示在開環(huán)控制下,心衰患者的血液循環(huán)系統(tǒng)各項(xiàng)血液動(dòng)力特性均有改善。當(dāng)轉(zhuǎn)速為9 000r/min時(shí),經(jīng)左心輔助的患者每搏心輸出量由最初34mL/s提高至正常水平82mL/s,左心室壓力-容積環(huán)向左偏移并且面積減小,說明輔助裝置能夠明顯改善泵血不足并幫助心室卸載。若持續(xù)提高泵轉(zhuǎn)速,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到12 800r/min時(shí),會(huì)發(fā)生抽吸異常狀況,這是因?yàn)檗D(zhuǎn)速過高導(dǎo)致靜脈回流量不足而形成的。經(jīng)采用反饋控制后,系統(tǒng)可有效避免抽吸現(xiàn)象。本文研究結(jié)果表明,基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)的控制模型能在確保足量灌注量的同時(shí)避免抽吸異常狀態(tài)。該模型反映了左心輔助裝置與心血管系統(tǒng)的交互作用,為左心輔助心衰治療和生理控制策略設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【作者單位】： 江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院;江蘇大學(xué)流體機(jī)械工程中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30900289,51477068,51677082)
【分類號(hào)】：TP273;R541.6
【正文快照】： 引言隨著生活水平提高,各種心臟病尤其是心衰發(fā)病率逐年上升,給患者和社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。心衰,即心力衰竭,心臟泵血功能衰退是其晚期常見的一組臨床綜合癥狀。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球超過2 000萬患者受心衰威脅,我國成年人慢性心衰患病率高達(dá)0.9%,每年的心衰患者超過450萬[1]。目前

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1190064