首页 > 文献资料
-
轴流式血泵溶血数学模型的探究
溶血的定量评价对于血泵的设计和研究十分重要,而建立血泵溶血的数学模型,对于血泵溶血的预测,提高其血液相容性具有十分重要作用.本文在分析与血泵溶血相关因素的基础上,首先从能量守恒定律确定轴流式血泵叶轮驱动力的输出功可分两部分提供给血液:用于提高血液压力的能量以及用作血液溶血的能量.然后采用动力系统转矩方程和能量方程,建立血泵辅助循环溶血模型.终建立了能够定量评价血泵在不同工作状态下(正常状态和抽吸状态)溶血程度的数学公式.本文对轴流式血泵的溶血问题提供了新的研究思路,将对血泵及其控制系统的改进提供重要的依据.
-
微型轴流血泵后导叶对流场的影响研究
基于CFD技术和激光多普勒测速、高速CCD等流场测试手段,研究了几种典型工况下微型轴流血泵内部及其出口的流场.揭示了导叶内部回流、漩涡,以及出口流动滞止区、二次流等流动细节;实验对比了两种不同结构后导叶的出口流场,发现导叶A的出口流场二维流动明显,符合血泵流场的需要,此研究为进一步开展血泵后导叶的优化设计提供了依据.
-
XZ-ⅡA型轴流血泵的研制及体外流体实验
在自制XA-Ⅱ型轴流血泵的基础上,结合计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)以及计算机流场分析(computational fluid dynamics,CFD),通过改变泵的结构、叶片螺距、密封方式、材料加工手段自行研制和加工出一款微型轴流血泵XA-ⅡA型血泵.它由泵体、直流无刷电机、钛合金叶轮、陶瓷轴承等部件构成,材料TC4钛合金,总重量245g.在体外流量实验中,分别测量血泵的动力学输出、流量输出要求、产热以及密封性能.结果显示XA-ⅡA型血泵能够满足设计的要求,在120h连续运转过程中,血泵表面温度变化较小,而且密封性能很好.
-
轴流式左心辅助泵的出口管道流场PIV实验研究
研究轴流式左心辅助泵的出口管道内血流流场的分布情况,根据流动特性与血栓形成的关系,分析轴流血泵管道内的血栓形成风险.用二维粒子成像测速(PIV)系统测试轴流式左心辅助泵的出口管道中心截面内血液沿管道的流动情况,用三维粒子成像测速系统测试整个管道内的血液流动情况,实验过程中辅助泵的转速为(10000±20) r/min,流量为8.05 L/min,通过分析出口管道内的血液流场结果,预测左心辅助泵管道内的血栓形成可能.结果表明,辅助泵的出口附近血液存在螺旋流动和明显的垂直于管壁的流动,但在流动中逐渐降低,整个管道内不存在回流、涡流和低速流动区域,管道内血液沿管道的流动速度在管壁边界层外由0 m/s迅速增大到极大值1.0 m/s以上.沿管道方向,管道内的血液流速分布范围由0.7 ～2.2 m/s降低至1.0 ～1.5 m/s.泵的出口附近紊流度为0.31,距离泵的出口较远处的紊流度降低至0.15,血液流动趋于平稳.由于管道内的流动平稳且不存在回流、涡流和低速流动区域,因此不易形成血栓.出口管道有助于消除轴流式左心辅助泵流出血液的螺旋流动和紊流,使血流平稳,减少对人主动脉的损伤.
-
左心辅助泵体外测试的研究
制定系统、全面地评价连续流动式左心辅助泵的体外评价体系,研制用于轴流血泵体外测试的试验台,制定试验方法,使之稳定可靠地评价轴流血泵的设计与加工是否满足性能要求,指导动物实验与临床应用.根据连续流动式左心辅助泵的设计、制造和临床要求制定体外评价内容,按照评价内容设计制作适合于轴流式左心辅助泵结构特点的流体性能试验台、耐压试验台、寿命试验台和溶血试验台.实验分析结果显示,所制定的体外评价体系的评价内容全面,能比较完备地评价连续流动式左心辅助泵,并具有较高的精度与可靠性.
-
自制轴流血泵溶血实验
在XZ-Ⅱ型轴流血泵基础上,通过计算机流体辅助设计,改进研制出XZ-ⅡA型轴流血泵,之前对其结构、材料、产热和动力学输出性能等做过论述[1],但是其体外溶血性能以及在体适应性都没有检测.这里通过体外模拟循环实验,初步检测XZ-ⅡA型轴流血泵体外溶血性能,通过动物在体实验衡量其在体适应性.试验测得XZ-ⅡA型轴流血泵体外实验NIH值为(0.0473±0.0165)mg/aL.四例实验动物16h在体辅助无机械故障,血泵辅助后实验动物血液FHb开始上升,平均高达到(32.06±4.64)mg/dL.XZ-ⅡA型轴流血泵实验结果与国外同类型血泵比较不是很理想,应用于临床前仍需做大量改进.
-
磁驱动血泵溶血分析
测试磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵溶血性能.利用计算流体力学(CFD)软件ANSYS,基于红细胞受到切应力和相应曝光时间的计算溶血方法预测血泵溶血性能,计算红细胞粒子随着时间推移在血泵内运动轨迹上受到破坏程度.通过体外模拟循环实验实际测试血泵体外溶血性能,计算得到血泵实际标准溶血指数.CFD计算结果转化的标准溶血指数与实际体外实验结果比较相差较大,与CFD计算简化和实际计算循环周期有很大关系.磁驱动轴流心室辅助装置主体血泵有较好的实际溶血性能,血泵实验期间无不良状况发生,可以进行进一步实验.
-
Ⅱ型轴流血泵的溶血试验研究
0 引言左心辅助装置的主体-血泵的发展已有40年的历史.
-
Ⅱ型叶片轴流血泵的研制及体外流量实验
在自制Ⅰ型离心血泵和借鉴国外同类血泵的基础上,我们通过改变泵的整体结构、叶片角度、材料、密封方式和加工手段等,又自行设计和加工另一微型轴流血泵-Ⅱ型血泵,它由泵体、直流无刷电机、叶轮、一对磁片、导流槽和支撑架等部件构成,总长度125mm,容积147ml,材料是TC4钛合金,总重量380g.我们根据不同的压力、流量输出要求,设计、加工出五、四、三叶片的叶轮.在模拟试验台,我们分别测试此泵的动力学输出、产热和密封性能.结果显示:(1)五叶片泵在8000rpm时输出为6.8L/min、120mmHg;根据各叶片泵的输出曲线得出:五、四、三叶片泵的压力和流量均随着转速的升高而升高.(2)当前负荷为0mmHg时,五、四、三叶片血泵转速8000rpm流量为5.0L/min时,所对应的大的压力约为170mmHg、160mmHg和130mmHg,可见在同流量输出情况下,随着叶片数的减少压力随之降低.(3)五、四、三叶片泵的流量、压力输出受前负荷影响较小.(4)血泵的效率随着转速的升高而升高.(5)在120h的连续运转过程中,血泵的表面温度变化较小;密封性能也较好.
-
轴流血泵对心衰动物的辅助试验研究
选择20只雄性健康成年绵羊,采用结扎冠脉方法建立心衰模型后,随机分为两组;心衰后实验组运用自制轴流血泵进行左心辅助,分别在结扎冠脉前、心衰后和左心辅助1h测量两组动物各项血液动力学参数,探讨血泵的动力学输出和对衰竭心脏的辅助功能,并取标本进行光、电镜检查.通过测试实验组血液的FHB、Fib和主要器官的栓塞情况,观察血泵对血液的破坏程度.结果得出:(1)选择性结扎冠脉比较适合作为LVAD的左心衰动物模型.(2)血泵的压力、流量输出能够达到辅助要求,血泵辅助流量可占总流量的100%.(3)并联于左心房和腹主动脉的血泵是通过部分分流和提高主动脉舒张压方式促进心肌的恢复;病理检查结果与血液动力学结果推测一致.(4)实验组短期在体试验辅助24h,标准溶血指数NIH为0.08g/100L,试验结束肾脏有散在白色斑块,血泵的进、出口与管道接口处覆盖一层薄薄白膜;血泵表面温度变化较小.
-
FW全悬浮轴流泵研制
目的：轴流泵心脏辅助装置的机械轴承可导致泵内血栓和耐久性等问题，采用非接触、无摩损、不需要润滑的磁悬浮技术，实现轴流血泵的叶轮完全悬浮，可解决轴承摩擦导致的一系列问题，本文介绍“FW全悬浮轴流泵”的研制成果。
-
磁力驱动轴流血泵溶血实验和动物实验
目的 对研制开发的一种新型的磁力外驱动轴流式心室辅助血泵的血液相容性能进行测试.方法 利用特制血袋作为模拟循环管道,羊血作为循环介质,采用标准溶血指数衡量体外溶血实验性能.通过3只山羊12h在体实验衡量其在体适应性.结果 实验测得轴流血泵体外实验标准溶血指数(NIH)为(0.158±0.043)mg/L.3例实验动物12h在体辅助无机械故障,血泵辅助后实验动物血液中游离血红蛋白(FHb)开始上升,高达到164.8mg/L.结论磁力外驱动轴流血泵实验结果比较理想,值得进一步改进.
-
国产轴流血泵的血液相容性特征:验证性观察
背景:轴流式血泵是用于心室辅助的主要泵型.前期大量研究结果表明血泵内的不良血液流动特性是导致溶血和血栓的重要因素.目的:在前期轴流血泵的设计图基础上,利用计算机优化技术和计算流体力学的方法,通过改变血泵整体形态及叶轮形状设计一轴流血泵,并装配成型.设计:采用加工后实际测试验证理论设计的合理性.单位:首都医科大学附属北京安贞医院-北京心肺血管疾病研究所生物医学工程研究室与中国航天科技集团总公司北京十四所.材料:血泵泵体及叶轮为钛合金材料,轴承为陶瓷轴承.体外测试用首都医科大学附属北京安贞医院生物医学工程研究室的人工心室辅助装置试验测试台.实验用羊由首都医科大学附属北京安贞医院实验动物房提供.方法:于2005年初开始,首先在中国航天科技集团总公司北京十四所,利用计算机优化技术和计算流体力学技术,基于大限度减小剪切力和减少流动死区的原则基础上设计血泵的整体形态、叶轮数目和形状、导叶轮的结构和位置以及叶轮的螺距.然后使用数控机床加工成型.后将轴流血泵安装到首都医科大学附属北京安贞医院生物医学工程研究室的人工心室辅助装置试验测试台上,在输出条件为5 L/min流量和13.3 kPa压力,流体介质为甘油和水混合液以及新鲜抗凝羊血的条件下,血泵运转4 h,每隔0.5 h取血样标本.这样通过测试血泵的压力流量输出,以标准溶血指数反映血浆中游离血红蛋白含量,观察泵内血栓形成情况验证血泵的动力学输出性能及血液破坏程度.结果:加工成型后的轴流血泵为泵-机一体结构,包括泵体、叶轮、导叶轮、陶瓷轴承以及进出口等,容积63mL.体外实验结果证实,当血泵运转速度为10 000 r/min时,它的压力、流量输出为21.01 kPa和6.0 L/min,其动力学输出性能可以满足患者左心辅助需求,血泵连续运转时其表面温度变化不明显.计算流场显示血泵的内部大多呈层流状态,血泵的体外测试标准溶血指数为(0.047±0.017) g/100 L,此数值远远低于以前的轴流血泵,且在血泵内部没有任何血栓形成.结论:经过CAD和CFD方法设计的轴流血泵,在满足左心辅助的压力、流量输出要求同时,血液破坏程度远远小于以前的轴流血泵,提高了轴流血泵的血液相容性.
-
人造心脏泵及心脏瓣膜泵研究
自1995年以来,江苏大学医学工程所先后研制四种不同设计及用途的心脏泵及心脏瓣膜泵,分别在美国德州大学医学院及镇江市第一人民医院先后用于动物试验.近研制的江大Ⅳ号泵是心室内辅助泵,用于急性病人的抢救.
-
轴流血泵的研究进展
心力衰竭是各种心脏病患者主要的死亡原因.近年来,终末期心力衰竭的治疗日益成为临床心血管医师所面临的巨大挑战.由于药物治疗和常规外科手术的局限性,以及供体心脏的缺乏,促进了心脏机械辅助循环装置的快速发展.电机学、机械工程学、流体力学、材料学和医学等多学科的联合研发,探寻可长期植入式新型叶轮血泵已成为当今国内外的研究热点.轴流血泵具有结构简单、重量轻、流量大、效率高、易植入和取出等优点,同时无需安装人工瓣膜,减少了血栓形成的几率.与离心泵相比较,轴流血泵体积更小,血液破坏程度更轻.目前轴流血泵的研究已经成为心脏外科和生物医学工程领域关注的焦点.现对轴流血泵的工作原理、特点和当前轴流血泵研究中面临的一些关键技术问题进行综述.
