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《济南大学》 2015年
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人工心脏体外模拟循环仿真与试验系统研究

朱青  
【摘要】:心血管疾病是危害人类健康的严重疾病,它是造成人类死亡的主要原因之一。心血管疾病种类多样,其中最严重的是终末期心力衰竭,此时心室无法完成正常的泵血功能,从而使人体内的各器官和组织无法保证充足的供血功能。心力衰竭中又以左心室心力衰竭为主,所以左心室辅助装置(LVAD)是治疗左心室衰竭的有效方法之一。LVAD工作原理是通过血泵辅助左心室的泵血功能,从而维持左心室的血液输出量。在LVAD的制造完成后且临床应用之前,需要对LVAD的性能进行评估。通常是通过活体动物实验来完成,但是活体实验周期长耗费大量的人力和物力。由于LVAD在设计过程中需要不断地改进和修正,这样就需要多次反复的动物实验,所以研究人员希望在进行动物实验前,能够有一套实验装置可以评估LVAD的基本的性能,这时体外模拟循环系统就成为研究人员需要实现的一个装置。虽然体外模拟循环系统不能够完全代替动物实验,但是它可以缩短血泵的研发设计周期,并能完成设计的血泵的生理性能测试。本论文的主要研究工作如下:首先,对左心室辅助装置的使用环境人体血液循环系统,进行了基本生理学知识的梳理,详细地介绍了人体循环系统各主要组成部分的特征和功能。其次,对人工心脏体外模拟循环测试系统中的人工心脏泵利用Fluent软件对离心泵进行性能仿真,以保证泵的实验性能要求,模拟人体心脏的性能,满足人体循环系统生理特性要求。再次,在血液循环系统的基础上进行体外模拟测试系统的数学建模,对正常和心衰条件下生理情况进行数值模拟,验证了上述数学模型的有效性。对体外模拟测试系统中元器件进行选型,购买实验器材并搭建测试实验台。最后,完成测试系统中压力传感器、流量传感器、电磁阀等元器件与数据采集卡的连接和数据采集,板卡通过卡槽内置在计算机中。通过搭建好的体外模拟循环测试试验台进行相关实验并进行数据采集,模拟人体血液循环特性,验证人工心脏体外模拟循环试验系统的可行性。
【学位授予单位】:济南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:R318.11

【参考文献】
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【共引文献】
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