心室輔助裝置血流動力學(xué)關(guān)鍵參數(shù)可視化評價(jià)方法和平臺研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-10 13:14
目的血流動力學(xué)特性對評價(jià)心室輔助裝置的血液相容性和臨床安全性至關(guān)重要。粒子圖像測速(Particle Image Velocimetry,PIV)方法可以獲得血流動力學(xué)特性,但結(jié)果準(zhǔn)確性嚴(yán)重依賴PIV的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。方法本文建立心室輔助裝置關(guān)鍵血流動力學(xué)特性的PIV試驗(yàn)平臺,從質(zhì)量評價(jià)的角度,研究模型材料、加工工藝以及折射率對心室輔助裝置血流動力學(xué)關(guān)鍵特征檢測結(jié)果的影響,并確定相應(yīng)的質(zhì)量檢測方法,提出檢測規(guī)范。結(jié)果采用透光率高、強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的高透明硅膠進(jìn)行PIV模型的制作,并將工藝折射率保持在1.4,通過調(diào)節(jié)NaI的質(zhì)量比消除PIV圖像扭曲失真。結(jié)論通過對心室輔助裝置開展PIV測試參數(shù)優(yōu)化和確認(rèn),有利于科學(xué)有效地評價(jià)心室輔助裝置血流動力學(xué)性能,有助于形成合理的心室輔助裝置血流動力學(xué)質(zhì)量評價(jià)規(guī)范。
【文章來源】:中國醫(yī)療設(shè)備. 2020,35(07)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
PIV原理圖
PIV的檢測平臺由循環(huán)管路、攝像機(jī)、激光器以及圖像后處理工作站組成(圖2和圖3)。PIV實(shí)驗(yàn)通過激光器發(fā)射激光,經(jīng)過透鏡的調(diào)整形成實(shí)驗(yàn)中所用的激光光源,激光光源垂直射到實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷拇郎y區(qū)域,通過調(diào)整激光器的照射高度以及照射角度可以準(zhǔn)確地照射到實(shí)驗(yàn)?zāi)P蜏y量位置,以達(dá)到較為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。攝像機(jī)對實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行捕捉時(shí)要保證鏡頭與片光源平面保持垂直。實(shí)驗(yàn)測量攝像機(jī)采用美國IMPERX公司的高分辨率CCD相機(jī),型號為ICL-B4820,其分辨率高達(dá)1600萬像素,全畫幅下最高拍攝幀率為4.2 fps。實(shí)驗(yàn)照明光源采用半導(dǎo)體連續(xù)式激光器,其波長532 nm,輸出功率為1.5 W。具有體積小、重量輕、移動方便等優(yōu)點(diǎn),但其發(fā)光功率小,因此適合小尺寸模型的流動實(shí)驗(yàn)。激光器發(fā)出的光束經(jīng)柱棱鏡組括束后形成片光源,照亮考察區(qū)域。流體內(nèi)的示蹤粒子采用密度為1.03 g/mm3的空心玻璃微珠,粒徑為5μm。圖像處理計(jì)算中采用了互相關(guān)算法,通過高斯擬合確定粒子的重心,其計(jì)算精度可達(dá)±0.1像素,同時(shí)結(jié)合圖像偏置及迭代算法,可將系統(tǒng)計(jì)算誤差控制在1%以內(nèi)。圖3 PIV測試平臺
PIV測試平臺
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]粒子圖像測速技術(shù)在流體力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J]. 韓佳成,劉天罡. 遼寧化工. 2019(11)
[2]軸承磨損導(dǎo)致的軸流式血泵偏心對其血流動力學(xué)性能和血液損傷的計(jì)算流體力學(xué)分析[J]. 符珉瑞,穆振霞,常宇. 醫(yī)用生物力學(xué). 2019(S1)
[3]連續(xù)血流左心室輔助裝置的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 呂鵬飛,劉盛. 臨床和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志. 2019(08)
[4]急性心力衰竭診斷治療進(jìn)展[J]. 張潮,徐俊波. 心血管病學(xué)進(jìn)展. 2018(06)
[5]心室輔助裝置機(jī)械振動騷擾評價(jià)方法及平臺研究[J]. 李澍,王權(quán),任海萍. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2018(10)
[6]心室輔助裝置溶血檢測及關(guān)鍵問題研究[J]. 侯曉旭,李澍,王浩,羅維娜,王權(quán),任海萍. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2018(09)
[7]軸流血泵入口管道流場的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 柳光茂,周建業(yè),孫寒松,陳海波,張巖,胡盛壽. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2018(03)
[8]心力衰竭外科治療現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2016(03)
[9]軸流式左心輔助泵的出口管道流場PIV實(shí)驗(yàn)研究[J]. 柳光茂,周建業(yè),胡盛壽,孫寒松,陳海波,張巖. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[10]磁懸浮離心血心室輔助裝置在體實(shí)驗(yàn)及其血液相容性[J]. 李海洋,吳廣輝,王成德,藺嫦燕,侯曉彤,陳琛,楊鵬,渠文波,劉修建,徐創(chuàng)業(yè). 中國組織工程研究. 2012(43)
本文編號:3487323
【文章來源】:中國醫(yī)療設(shè)備. 2020,35(07)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
PIV原理圖
PIV的檢測平臺由循環(huán)管路、攝像機(jī)、激光器以及圖像后處理工作站組成(圖2和圖3)。PIV實(shí)驗(yàn)通過激光器發(fā)射激光,經(jīng)過透鏡的調(diào)整形成實(shí)驗(yàn)中所用的激光光源,激光光源垂直射到實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷拇郎y區(qū)域,通過調(diào)整激光器的照射高度以及照射角度可以準(zhǔn)確地照射到實(shí)驗(yàn)?zāi)P蜏y量位置,以達(dá)到較為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。攝像機(jī)對實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行捕捉時(shí)要保證鏡頭與片光源平面保持垂直。實(shí)驗(yàn)測量攝像機(jī)采用美國IMPERX公司的高分辨率CCD相機(jī),型號為ICL-B4820,其分辨率高達(dá)1600萬像素,全畫幅下最高拍攝幀率為4.2 fps。實(shí)驗(yàn)照明光源采用半導(dǎo)體連續(xù)式激光器,其波長532 nm,輸出功率為1.5 W。具有體積小、重量輕、移動方便等優(yōu)點(diǎn),但其發(fā)光功率小,因此適合小尺寸模型的流動實(shí)驗(yàn)。激光器發(fā)出的光束經(jīng)柱棱鏡組括束后形成片光源,照亮考察區(qū)域。流體內(nèi)的示蹤粒子采用密度為1.03 g/mm3的空心玻璃微珠,粒徑為5μm。圖像處理計(jì)算中采用了互相關(guān)算法,通過高斯擬合確定粒子的重心,其計(jì)算精度可達(dá)±0.1像素,同時(shí)結(jié)合圖像偏置及迭代算法,可將系統(tǒng)計(jì)算誤差控制在1%以內(nèi)。圖3 PIV測試平臺
PIV測試平臺
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]粒子圖像測速技術(shù)在流體力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J]. 韓佳成,劉天罡. 遼寧化工. 2019(11)
[2]軸承磨損導(dǎo)致的軸流式血泵偏心對其血流動力學(xué)性能和血液損傷的計(jì)算流體力學(xué)分析[J]. 符珉瑞,穆振霞,常宇. 醫(yī)用生物力學(xué). 2019(S1)
[3]連續(xù)血流左心室輔助裝置的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 呂鵬飛,劉盛. 臨床和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志. 2019(08)
[4]急性心力衰竭診斷治療進(jìn)展[J]. 張潮,徐俊波. 心血管病學(xué)進(jìn)展. 2018(06)
[5]心室輔助裝置機(jī)械振動騷擾評價(jià)方法及平臺研究[J]. 李澍,王權(quán),任海萍. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2018(10)
[6]心室輔助裝置溶血檢測及關(guān)鍵問題研究[J]. 侯曉旭,李澍,王浩,羅維娜,王權(quán),任海萍. 中國醫(yī)療設(shè)備. 2018(09)
[7]軸流血泵入口管道流場的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 柳光茂,周建業(yè),孫寒松,陳海波,張巖,胡盛壽. 北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2018(03)
[8]心力衰竭外科治療現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2016(03)
[9]軸流式左心輔助泵的出口管道流場PIV實(shí)驗(yàn)研究[J]. 柳光茂,周建業(yè),胡盛壽,孫寒松,陳海波,張巖. 中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(06)
[10]磁懸浮離心血心室輔助裝置在體實(shí)驗(yàn)及其血液相容性[J]. 李海洋,吳廣輝,王成德,藺嫦燕,侯曉彤,陳琛,楊鵬,渠文波,劉修建,徐創(chuàng)業(yè). 中國組織工程研究. 2012(43)
本文編號:3487323
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