心室輔助血泵的控制模塊構(gòu)建.pdf

1、在現(xiàn)代社會中,心臟病已經(jīng)日益成為人類健康的主要威脅,而對于末期的充血性心力衰竭,傳統(tǒng)的心臟移植手術(shù)治療手段由于心臟供體的極度缺乏,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足患者的需求。而隨著科學(xué)技術(shù)與醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展,心室輔助血泵的研究已成為心臟外科和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。
　　 在心室輔助血泵的研究過程中,其控制策略是心室輔助血泵研究中的關(guān)鍵問題之一。因?yàn)殡S著心室輔助血泵研究的不斷深化,在其性能方面,人們希望它能更加符合自然心臟的工作機(jī)制,滿足患者

2、的血液需求,所以符合人體機(jī)制的心室輔助血泵控制策略是心室輔助血泵在臨床治療上能否更加實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)。遺憾的是,目前國內(nèi)的心室輔助血泵系統(tǒng)中,幾乎都采用恒定轉(zhuǎn)速的控制方式,這種方式不能根據(jù)患者血流量需求的變化自動調(diào)節(jié)心室輔助血泵的轉(zhuǎn)速,在臨床應(yīng)用上有很大的局限性,進(jìn)而影響其應(yīng)用和推廣。
　　 本文基于生理參數(shù)的心室輔助血泵控制系統(tǒng),能實(shí)時檢測并反饋患者的生理變化,根據(jù)這些反饋信息調(diào)整心室輔助血泵的運(yùn)行,使之滿足人體的血流量需求,

3、提高心室輔助血泵的生理相容性。本文提出了基于生理參數(shù)的六種控制模式,并將其應(yīng)用于心室輔助血泵控制系統(tǒng)的上位機(jī)控制。具體的研究內(nèi)容如下:
　　 第一,血泵的血流動力學(xué)模型研究。為了構(gòu)建合理的血泵控制模式,需要深入研究血泵的血流動力學(xué)特性,建立血泵的血流動力學(xué)模型。本研究利用心血管系統(tǒng)與心室輔助血泵的模擬循環(huán)臺,進(jìn)行血泵的血流動力學(xué)實(shí)驗(yàn),分析血泵的PFR關(guān)系,并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立血泵的血流動力學(xué)模型。
　　 第二,六種控制模式

4、的構(gòu)建。根據(jù)基于生理機(jī)制的血泵控制策略,構(gòu)建基于生理參數(shù)的六種控制模式:啟動模式、常規(guī)模式、抽吸處理模式、肺淤血處理模式、信號故障處理模式和脈動模式。分析模式特點(diǎn),在不同的模式中根據(jù)不同的生理參數(shù)構(gòu)建不同的控制算法,調(diào)控血泵流量和轉(zhuǎn)速,以滿足血流量需求。
　　 第三,控制模式的實(shí)現(xiàn)。為心室輔助血泵控制系統(tǒng)設(shè)計一套計算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)六種控制模式,同時監(jiān)測生理參數(shù)。
　　 在控制模式基礎(chǔ)上搭建的控制系統(tǒng)能根據(jù)采集和分析生理參數(shù)