模塊化人工心臟瓣膜脈動流性能測試系統(tǒng)的研制
發(fā)布時間:2021-06-16 12:15
心臟瓣膜疾病是目前主要的心臟疾病之一,有風(fēng)濕性、退行性和先天性等多種病因,而多數(shù)瓣膜疾病患者唯一的治療方法就是進行人工心臟瓣膜置換術(shù);颊叩陌参V苯邮馨昴ず脡牡挠绊,因此需要測試和評估心瓣的各性能指標(biāo)。人工心瓣體外的測試是評估產(chǎn)品的重要手段,同時是進入臨床試驗前的必要檢測。本文設(shè)計了一種模塊式的人工心臟瓣膜脈動流性能測試系統(tǒng)。系統(tǒng)采用電機驅(qū)動組件往復(fù)運動模擬左心室,結(jié)合特定結(jié)構(gòu)的流道、瓣膜、阻尼及調(diào)節(jié)順應(yīng)性的機構(gòu),可以模擬循環(huán)系統(tǒng)中血流動力學(xué)相關(guān)特征,產(chǎn)生人工心臟瓣膜脈動流性能測試所需的液體壓力波形及流量等參數(shù)。不同器官采用不同模塊的方式搭建,為人工心臟瓣膜性能測試提供了一條捷徑。論文研究工作如下:1、針對瓣膜測試環(huán)境即人體血液循環(huán)系統(tǒng)進行生理學(xué)相關(guān)知識梳理,本文對人體血液循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)的各部分組織器官進行了詳細介紹。依據(jù)生理學(xué)知識,模擬仿真人體血液循環(huán)系統(tǒng),對人工心臟瓣膜測試系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)和電路分析,從而得出符合真實人體狀態(tài)的主動脈血壓曲線、左心室血壓曲線、主動脈血流量曲線等。2、提出一種新型的人體血液循環(huán)系統(tǒng)建模仿真方法。將心臟和血管網(wǎng)絡(luò)類比為液壓系統(tǒng),由液壓泵和開關(guān)閥等組成。搭建液壓...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 人體脈動流測試系統(tǒng)研制的背景和意義
1.2 人體脈動流測試系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 人體脈動流測試系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.2 人體脈動流測試系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀
1.3 課題主要研究內(nèi)容及論文章節(jié)安排
第二章 人體脈動流測試系統(tǒng)的生理學(xué)基礎(chǔ)
2.1 血液循環(huán)系統(tǒng)概述
2.2 心臟概述
2.2.1 心臟基本結(jié)構(gòu)
2.2.2 心臟泵血功能
2.3 血液循環(huán)網(wǎng)絡(luò)
2.3.1 血管的功能性分類
2.3.2 血流動力學(xué)
2.4 血液循環(huán)系統(tǒng)性能評價指標(biāo)
第三章 人體脈動流測試系統(tǒng)仿真建模
3.1 人體脈動流系統(tǒng)數(shù)學(xué)及電路仿真建模
3.1.1 心臟仿真模型
3.1.2 體循環(huán)仿真模型
3.1.3 脈動流系統(tǒng)仿真建模整合及結(jié)果
3.2 人體脈動流測試系統(tǒng)AMESim液壓仿真建模
3.2.1 AMESim簡介
3.2.2 脈動系統(tǒng)各環(huán)節(jié)與液壓元件對應(yīng)關(guān)系
3.2.3 脈動流測試系統(tǒng)AMESim模型搭建
3.2.4 脈動流測試系統(tǒng)AMESim液壓仿真結(jié)果分析
3.3 Simulink和AMESim聯(lián)合仿真
3.3.1 Simulink和AMESim聯(lián)合仿真環(huán)境配置
3.3.2 Simulink和AMESim聯(lián)合仿真
3.4 LabVIEW和AMESim聯(lián)合仿真
3.4.1 LabVIEW簡介
3.4.2 聯(lián)合仿真環(huán)境配置和原理
3.4.3 LabVIEW和AMESim聯(lián)合仿真
第四章 人體脈動流測試系統(tǒng)控制設(shè)計
4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計
4.2 模糊控制設(shè)計
4.2.1 控制思想
4.2.2 模糊控制設(shè)計
4.2.3 結(jié)果與分析
第五章 人體脈動流測試系統(tǒng)平臺搭建
5.1 脈動流測試系統(tǒng)硬件搭建
5.1.1 系統(tǒng)硬件選擇及參數(shù)設(shè)計
5.1.2 系統(tǒng)硬件組裝搭建
5.2 脈動流測試系統(tǒng)軟件設(shè)計
5.2.1 脈動流測試系統(tǒng)控制流程設(shè)計
5.2.2 電機控制器設(shè)計
第六章 人體脈動流測試系統(tǒng)試驗與結(jié)果分析
6.1 脈動流測試系統(tǒng)實驗設(shè)計
6.2 脈動流測試系統(tǒng)實驗結(jié)果分析
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于二尖瓣時變電阻模型的左心血液循環(huán)系統(tǒng)建模與仿真[J]. 溫太陽,王芳群,王顥,賀照明. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 2015(03)
[2]基于LabVIEW的虛擬儀器的研究[J]. 陳萬里,王麗霞. 儀器儀表用戶. 2007(06)
[3]模擬心血管系統(tǒng)裝置的研制及其在血液動力學(xué)測試中的應(yīng)用[J]. 李洪,錢坤喜. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2005(05)
[4]葉輪血泵及其體外模擬試驗[J]. 錢坤喜,李洪. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(06)
[5]AMESim與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真技術(shù)及應(yīng)用[J]. 李謹,鄧衛(wèi)華. 情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù). 2004(05)
[6]新型推板式左心輔助血泵的體外模擬試驗[J]. 潘仕榮,吳敏,鄭振聲. 中山醫(yī)科大學(xué)學(xué)報. 2001(04)
[7]虛擬儀器軟件LabVIEW與數(shù)據(jù)采集[J]. 陳敏,湯曉安. 小型微型計算機系統(tǒng). 2001(04)
[8]人工心臟電動葉輪血泵動物試驗及臨床試用[J]. 錢坤喜,曾培,茹為民,袁海宇,鄭銘,陳鎖成. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 1998(03)
[9]新型推板式左心輔助血泵的流場試驗[J]. 潘仕榮. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 1998(01)
[10]推板式左心室輔助血泵及其體外模擬試驗[J]. 潘仕榮,施峰,吳敏,易武,鄭振聲. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 1996(04)
博士論文
[1]左心室輔助裝置體外模擬循環(huán)測試系統(tǒng)及生理控制研究[D]. 黃峰.浙江大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)研究[D]. 徐慶.江蘇大學(xué) 2017
[2]人工心臟體外模擬循環(huán)仿真與試驗系統(tǒng)研究[D]. 朱青.濟南大學(xué) 2015
[3]液壓混合動力汽車虛擬實驗平臺的研究[D]. 馬俊.吉林大學(xué) 2015
[4]基于AMESim-Simulink聯(lián)合仿真的制動能量回收系統(tǒng)研究[D]. 戴尹安.西南交通大學(xué) 2014
[5]基于AMESim的頂驅(qū)液壓系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)字化仿真[D]. 韓荻.天津大學(xué) 2012
[6]心臟動態(tài)建模仿真與模擬裝置研究[D]. 閆翾宇.上海交通大學(xué) 2011
[7]基于Win98平臺體循環(huán)模擬系統(tǒng)的軟件開發(fā)[D]. 黃琛.四川大學(xué) 2001
本文編號:3233056
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 人體脈動流測試系統(tǒng)研制的背景和意義
1.2 人體脈動流測試系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 人體脈動流測試系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.2 人體脈動流測試系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀
1.3 課題主要研究內(nèi)容及論文章節(jié)安排
第二章 人體脈動流測試系統(tǒng)的生理學(xué)基礎(chǔ)
2.1 血液循環(huán)系統(tǒng)概述
2.2 心臟概述
2.2.1 心臟基本結(jié)構(gòu)
2.2.2 心臟泵血功能
2.3 血液循環(huán)網(wǎng)絡(luò)
2.3.1 血管的功能性分類
2.3.2 血流動力學(xué)
2.4 血液循環(huán)系統(tǒng)性能評價指標(biāo)
第三章 人體脈動流測試系統(tǒng)仿真建模
3.1 人體脈動流系統(tǒng)數(shù)學(xué)及電路仿真建模
3.1.1 心臟仿真模型
3.1.2 體循環(huán)仿真模型
3.1.3 脈動流系統(tǒng)仿真建模整合及結(jié)果
3.2 人體脈動流測試系統(tǒng)AMESim液壓仿真建模
3.2.1 AMESim簡介
3.2.2 脈動系統(tǒng)各環(huán)節(jié)與液壓元件對應(yīng)關(guān)系
3.2.3 脈動流測試系統(tǒng)AMESim模型搭建
3.2.4 脈動流測試系統(tǒng)AMESim液壓仿真結(jié)果分析
3.3 Simulink和AMESim聯(lián)合仿真
3.3.1 Simulink和AMESim聯(lián)合仿真環(huán)境配置
3.3.2 Simulink和AMESim聯(lián)合仿真
3.4 LabVIEW和AMESim聯(lián)合仿真
3.4.1 LabVIEW簡介
3.4.2 聯(lián)合仿真環(huán)境配置和原理
3.4.3 LabVIEW和AMESim聯(lián)合仿真
第四章 人體脈動流測試系統(tǒng)控制設(shè)計
4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器設(shè)計
4.2 模糊控制設(shè)計
4.2.1 控制思想
4.2.2 模糊控制設(shè)計
4.2.3 結(jié)果與分析
第五章 人體脈動流測試系統(tǒng)平臺搭建
5.1 脈動流測試系統(tǒng)硬件搭建
5.1.1 系統(tǒng)硬件選擇及參數(shù)設(shè)計
5.1.2 系統(tǒng)硬件組裝搭建
5.2 脈動流測試系統(tǒng)軟件設(shè)計
5.2.1 脈動流測試系統(tǒng)控制流程設(shè)計
5.2.2 電機控制器設(shè)計
第六章 人體脈動流測試系統(tǒng)試驗與結(jié)果分析
6.1 脈動流測試系統(tǒng)實驗設(shè)計
6.2 脈動流測試系統(tǒng)實驗結(jié)果分析
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于二尖瓣時變電阻模型的左心血液循環(huán)系統(tǒng)建模與仿真[J]. 溫太陽,王芳群,王顥,賀照明. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 2015(03)
[2]基于LabVIEW的虛擬儀器的研究[J]. 陳萬里,王麗霞. 儀器儀表用戶. 2007(06)
[3]模擬心血管系統(tǒng)裝置的研制及其在血液動力學(xué)測試中的應(yīng)用[J]. 李洪,錢坤喜. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2005(05)
[4]葉輪血泵及其體外模擬試驗[J]. 錢坤喜,李洪. 江蘇大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(06)
[5]AMESim與MATLAB/Simulink聯(lián)合仿真技術(shù)及應(yīng)用[J]. 李謹,鄧衛(wèi)華. 情報指揮控制系統(tǒng)與仿真技術(shù). 2004(05)
[6]新型推板式左心輔助血泵的體外模擬試驗[J]. 潘仕榮,吳敏,鄭振聲. 中山醫(yī)科大學(xué)學(xué)報. 2001(04)
[7]虛擬儀器軟件LabVIEW與數(shù)據(jù)采集[J]. 陳敏,湯曉安. 小型微型計算機系統(tǒng). 2001(04)
[8]人工心臟電動葉輪血泵動物試驗及臨床試用[J]. 錢坤喜,曾培,茹為民,袁海宇,鄭銘,陳鎖成. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 1998(03)
[9]新型推板式左心輔助血泵的流場試驗[J]. 潘仕榮. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 1998(01)
[10]推板式左心室輔助血泵及其體外模擬試驗[J]. 潘仕榮,施峰,吳敏,易武,鄭振聲. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 1996(04)
博士論文
[1]左心室輔助裝置體外模擬循環(huán)測試系統(tǒng)及生理控制研究[D]. 黃峰.浙江大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于左心輔助的血液循環(huán)系統(tǒng)研究[D]. 徐慶.江蘇大學(xué) 2017
[2]人工心臟體外模擬循環(huán)仿真與試驗系統(tǒng)研究[D]. 朱青.濟南大學(xué) 2015
[3]液壓混合動力汽車虛擬實驗平臺的研究[D]. 馬俊.吉林大學(xué) 2015
[4]基于AMESim-Simulink聯(lián)合仿真的制動能量回收系統(tǒng)研究[D]. 戴尹安.西南交通大學(xué) 2014
[5]基于AMESim的頂驅(qū)液壓系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)字化仿真[D]. 韓荻.天津大學(xué) 2012
[6]心臟動態(tài)建模仿真與模擬裝置研究[D]. 閆翾宇.上海交通大學(xué) 2011
[7]基于Win98平臺體循環(huán)模擬系統(tǒng)的軟件開發(fā)[D]. 黃琛.四川大學(xué) 2001
本文編號:3233056
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