血泵驱动电机的生理控制策略研究

目的在分析现有血泵电机驱动控制策略的基础上,以外磁场驱动轴流式血泵为研究对象,提出基于心室功的血泵驱动电机控制策略,使血泵的输出控制模拟心脏输出的工作机制,提高受体的生活质量。方法建立主动脉瓣处包含血液动力学参数的压力和流量方程,设计了血泵的控制系统及实现方法;以常态和病态血液动力学参数作为例子,对控制目标模型进行仿真;实验严格控制系统的可行性。结果不论是常态还是病态,主动脉瓣处仿真压力与临床数据基本相符;血泵电机的输出与控制目标模型相符,控制系统的响应满足控制性能的要求。结论以心室功作为血泵的控制目标容易满足受体的生理要求,使血泵电机运行在最佳工作状态,为基于生理机制的血泵控制提供一种方法。     

血泵溶血的研究进展

国内外研究人员为克服溶血问题做了大量的工作,对血泵溶血性能作出了评价标准,通过利用实验和仿真手段对可能造成溶血的因素,如血泵结构、叶轮参数、血泵材料、血泵流场分布等做了很多的研究,分析了这些因素与血泵溶血的关联性,从而为在一定程度上解决血泵的溶血问题找到了方法。我们对目前血泵溶血的研究进行了综述。     

血泵溶血的研究进展

国内外研究人员为克服溶血问题做了大量的工作,对血泵溶血性能作出了评价标准,通过利用实验和仿真手段对可能造成溶血的因素,如血泵结构、叶轮参数、血泵材料、血泵流场分布等做了很多的研究,分析了这些因素与血泵溶血的关联性,从而为在一定程度上解决血泵的溶血问题找到了方法.我们对目前血泵溶血的研究进行了综述.     

基于fluent离心式血泵内流场仿真与结构优化

提高溶血性能,降低溶血率作为血泵性能优化的一个重要指标,对血泵的结构优化具有重要的指导意义。本文基于一款离心式血泵通过使用计算流体力学（CFD）技术,采用非结构化网格、N-S方程和标准K-ε湍流模型在fluent中模拟分析出不同工况下血泵流场内部的剪切力场、压力场等重要参数并根据叶轮流场数据分析,提出了4种不同的结构优化方案;并基于三维快速溶血预估模型计算出不同流量、不同叶轮结构下血泵的溶血性能。仿真结果显示:当叶片与叶轮径向夹角为45°,流量达到5 L/min、转速为2 100 r/min时,扬程为115 mmHg,溶血率达到0.022 1 g/100 L,优化后模型较原模型溶血率提升40.9%,满足人体泵血生理需求。实验结果显示:选用优化后结构进行实验分析,得到扬程的实验数据与仿真数据相互验证,进一步证实了该仿真结果的准确性。     

基于心室功的血泵控制算法研究

针对外磁场驱动轴流式血泵的控制,提出基于心室功的控制算法。分析自然心脏和人工心脏之间做功关系,建立用于驱动血泵电机的控制模型,根据常态生理参数,对血泵的控制模型进行计算和实验。基于心室功的控制算法与其他控制算法比较,有利于评价左心室辅助装置的性能,更符合实际生理需求;充分发挥驱动电机效率,避免系统长期工作在高速阶段,从而避免系统高温,有助于抑制血泵对血液的破坏。     

血泵在连续性血液净化设备中的应用研究

血泵是连续性血液净化设备(CRRT)中最重要部件之一.回顾CRRT机中所用血泵特点及其分类,重点介绍现代滚压泵和离心泵,分析这两类血泵的机械结构和工作原理.因滚压式血泵耐用、操作简便.故易被接受.离心泵主要优点是血液损失小、压力缓冲大、安全性高.从9个方面进行综合比较、分析离心泵与滚压泵在实际应用中各自特点,给出离心泵在实际应用中使用少的原因,并进一步展望未来血泵发展方向.     

三种叶片式血泵的体外溶血试验研究

血泵对血液的破坏程度是衡量血泵性能的一个重要指标。本文针对三种叶片式血泵即离心泵、轴流泵、混流泵的溶血试验做一比较分析。在试验中 ,选用了我们研制的Ⅰ型离心血泵、磁耦合型轴流血泵、螺旋混流泵。在一封闭管道中 ,注入新鲜抗凝羊血 5 0 0ml,水浴温度 37℃ ,血泵辅助流量为 5L min ,平均压力10 0mmHg,分别在泵转后 0、 0 5、 1 0、 1 5、… 4 0h测量血浆中游离血红蛋白 (FHB)和纤维蛋白原 (FIB)含量 ,最后计算出三个血泵整个过程中的标准溶血指数NIH。结果表明三种血泵对血液都有一定的破坏 ,它们的NIH值分别为 0 112 5± 0 0 15 7g 10 0L、 0 0 931± 0 0 137g 10 0L和 0 0 5 6 1± 0 0 0 5 8g 10 0L ,由此可得出混流泵对血液的破坏最小。     

体外循环用血泵研究进展

本文在阐述体外循环原理及临床意义的基础上,简单介绍了体外循环用血泵的原理、特点以及关键技术评价指标,重点分析了离心血泵的发展历史,及二代、三代离心血泵磁力驱动的工作原理和特点。第二代血泵采用圆盘形磁力耦合器驱动方式,其永磁体采用组合拉推式结构。第三代血泵是在第二代血泵的基础上增加了磁悬浮系统。最后展望了体外循环用离心血泵的发展趋势。     

基于计算流体动力学的新型电磁驱动搏动式灌注血泵泵头优化分析

目的应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对电磁驱动搏动式灌注血泵流场进行仿真分析,通过改进泵头结构改善血液在血泵的流动状态,提升其抗溶血性能。方法应用Fluent 17. 0分析泵头结构变化对泵内流场的影响,通过血液流入和流出的4次仿真实验,分析内部液体的流线分布、中轴面上的湍流动能分布、血液流经泵头的压力损失和模型表面受到的切应力。结果在4次实验中,泵头入口与出口管路对称且与对称轴的夹角α=30°时,液体流线无明显紊乱,湍流程度较低;实验1中压力损失最小,为376. 8 Pa;实验1、2中的最大切应力分别为258. 6、302. 8 Pa,符合压力损失和溶血程度等血泵生物力学性能要求。选择α=30°模型为该电磁驱动搏动式灌注血泵的泵头结构,并通过3D打印技术进行制作。结论经过对泵头的优化分析,血泵溶血性能得到改善。研究结果可以运用到新型电磁驱动搏动式灌注血泵的设计与实验中。     

电磁搏动式血泵的温度场仿真分析

电磁搏动式血泵是基于电磁感应原理制作而成的，长时间通电工作会引起血泵升温。如果血泵温度过高会使血泵损坏，甚至可能使泵内循环血液温度过高，对血液成分造成破坏甚至威胁生命，因此研究电磁搏动式血泵温度，对其进行温度场分析是必要的。通过使用有限元分析软件对血泵进行温度场分析，可以直观观察血泵工作温度。仿真结果表明，在设定电磁搏动式血泵工作1 h情况下，血泵温度最高处在驱动绕组处，最高温度为100.3℃，泵内与37.0℃循环血液接触面的温度变化不大,最高温度为37.5℃，因此电磁搏动式血泵不会对血液成分造成破坏，但是需要对驱动绕组进行降温处理以免破坏血泵,对循环血液造成影响。     

离心泵的研制及体外循环的初步应用探讨

离心泵已被用于辅助循环及体外循环。本文报告自行设计的离心泵并初步应用于体外循环。本离心泵分泵头及驱动装置两个部分,二者之间是以磁性体相互吸附连接带动,血液由泵头中央进入离心室,随叶片的高速旋转而产生离心力将血液推出泵周出口。泵头是根据国内材料及加工工艺设计,叶轮采用6个叶片和2个碟片胶合而成,转速为0～3 600r/min,出口压力为0～79.98kPa(0～600mmHg),最大流量为81/min,预充量为34ml,泵接头直径为9.5mm(3/8吋)。 离体血细胞破坏试验是摸拟体外循环条件,流量在21/min以上时离心泵比滚柱泵对血细胞破坏明显减少。动物实验结果离心泵转流180分钟后游离血红蛋白平均上升6.04％(土6.06％),滚柱泵转流相同时间则上升为32.24％(士32.25％),证明离心泵比滚柱泵对血细胞破坏明显减少。临床初步应用,对10例15～20kg体重患儿进行体外循环下室缺修补术,流量为1.8～2.5l/min,泵出压为17.3～20kPa(130～150mmHg),灌注压为3.07～4.67kPa(23～35mmHg),转流时间为30～50分钟,转速为2 000～2 500r/min,结果均自动复跳,无血色素尿;术后4小时拔除气管插管,无其它并发症,说明本离心泵具备用于体外循环的条件。     

总红细胞破损在滚压泵离体转流实验中存在的研究

目的:观察滚压泵在长时间转流中是否存在“总红细胞破损”现象.方法:用Polystan泵(A组)和COBE泵(B组)作5对16小时血400ml转流. 用联苯胺测定FHb,用Koller氏法计算溶血指数.血样本取自转前和转中4、6、8、10、12、14、16小时血液.扫描电镜样本取自转前和转中4、8、12、16小时血液.结果:两组FHb随转流时间延长逐渐增高.两组溶血指数分别为02960mg/L和0.3993mg/L,无显著差异.电镜显示,转流中棘球红细胞逐渐增多.结论:在滚压泵长时间离体转流实验中未观察到“总红细胞破损”现象.     

总红细胞破损在滚柱泵体外转流实验中存在的研究

观察滚柱泵在长时间转注中是否存在“总红细胞破损”现象,用Ｐｏｌｙｓｔａｎ泵和Ｃｏｂｅ泵转流ｄＡＣＤ血４００ｍｌ,用联苯胺显示法测定游离血红蛋白,用Ｋｏｌｌｅｒ我法计算溶血指数,血样本为转流前,转中４、６、８、１０、１２、１４、１６ｈ。结果：两了血红蛋白随流时间延长,逐渐增高,两组溶血指数分别为０．２９６０ｍｇ／Ｌ和０．３９９３ｍｇ／Ｌ,两组比较无显著差异。在滚柱泵单体外转流实验中未观察到“总红细胞     

微型轴流式血泵材料表面处理技术分析

由于微型轴流式血泵置入心内的特殊部位，既要保证其血液相容性，又要保证组织相客性，与血液接触的材料表面，可选择r-水蛭素处理，以提高材料的血液相容性；与各种生物组织材料接触的表面一可选择纤连蛋白处理，使材料表面内皮化。以提高材料的组织相容性。     

The Characteristics of a Spiral Blood Pump

INTRODUCTIONK　　 It is very importantfor a blood pump to damage the blood when it is used as aleft ventricular assistant device.In the last few years,the miniature implantablepumps were developed.They are centrifuge blood pump,axial flow blood pump andspiral blood pump.The axial flow blood pump became more developmentthan cen-trifuge blood pump because it could get a more little volume and higher efficiency.After1 995the spiral pump started to be reported asa leftventricular assistantde…     

New system for recording ambulatory blood pressure in man

A new perfusion and transducer unit for ambulatory blood-pressure recording is described, followed by reports of both the laboratory evaluation of the unit and experience with its clinical use. The major change from earlier systems is the perfusion system, now based on an electrically driven ‘delta’ pump. Pressure is measured by a semiconductor strain-gauge pressure transducer. Laboratory evaluation has shown that the transducer with associated tubing and cannulae has a satisfactory frequency response, considerably better than that of the recording system normally used. Both quantitatively and qualitatively there was a very close correspondence between signals obtained from the entire Oxford system (including recording and replay) and signals obtained directly by means of a catheter-tip transducer. Small, but consistent, signal drifts attributable to battery behaviour are described. The system appears remarkably insensitive to temperature variations within the range of expected ambient temperatures. Delta pump performance is satisfactory, producing essentially constant perfusion rates. Clinically, the system has been used for the recording of ambulatory blood pressures in 110 patients for periods up to 72 h with satisfactory results. Reliability appears good, with minimal artefacts atributable to the equipment. This transducer and perfusion system appears to be fully satisfactory and considerably more reliable than the earlier designs.     

一种经皮植入式左心辅助装置的泵流量测试

目的 研究设计一种能用于心血管急危重症的经皮植入式左心辅助装置（血泵）。方法 根据机翼理论,设计一种经皮植入的左心辅助装置,通过测量3种不同参数（叶片旋转角度、血泵出水口距离、血泵出水口长度）的血泵所能产生的流量,最终选择最优化的血泵设计。结果 经过简易流量测定装置测量,当血泵采取单叶设计,血泵叶片的旋转角度为720°时,或血泵出水口与叶片的距离为0 mm时,血泵出水口长度为4 mm时,血泵流量最大。结论 选择能产生最大流量的参数值,研制出一种可在体外正常运转的经皮植入式左心辅助装置,为最终研制一种可用于临床的经皮植入式左心辅助装置提供理论和数据支持。