離心式人工心臟泵血流動力學(xué)特性分析與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著人們生存壓力的增大，心臟病患者數(shù)量逐年增加。目前對于心臟病的治療主要依靠藥物維持和換心手術(shù)，其中藥物維持極其昂貴，而且藥物維持并沒有從根本上解決心臟病問題，供體嚴(yán)重短缺也使得換心手術(shù)受到限制。安裝人工心臟作為一種新的心臟病治療手段，具有無需等待供體，費用低等優(yōu)點，給廣大心臟病患者帶來福音，因此人工心臟具有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景。良好的血液相容性是是人工心臟應(yīng)用的前提，血流動力學(xué)特性決定了人工心臟泵的血液相容性，因此研究和改善人工心臟泵

2、的血流動力學(xué)特性對于提高其血液相容性具有十分重要的意義。
　　針對第三代離心式液力懸浮人工心臟泵，本文采用數(shù)值模擬的方法對心臟泵泵體的血流動力學(xué)特性以及其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)對血流動力學(xué)性能的影響進(jìn)行研究。基于離心式旋轉(zhuǎn)機(jī)械的理論與人工心臟的基本要求，建立離心式人工心臟泵流場三維模型，并通過仿真計算水力性能，驗證所建立的模型是否符合人工心臟的基本工作要求。結(jié)合流場分析與溶血數(shù)值化分析，建立兩者之間相互描述的關(guān)系，進(jìn)而對血流動力學(xué)特性進(jìn)行分析

3、。根據(jù)流場分析所發(fā)現(xiàn)的紊亂流動問題，提出優(yōu)化方案，并基于血液相容性對人工心臟泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　根據(jù)仿真分析結(jié)果，人工心臟泵流場中葉輪出、入口及隔舌處易出現(xiàn)紊亂復(fù)雜的流動現(xiàn)象，易引起溶血及血栓的發(fā)生；合理的控制輸入流量及轉(zhuǎn)速，避免在流量相對過大或過小以及轉(zhuǎn)速相對過大的工況下運行，可以保證人工心臟泵具有更好的血液相容性；在葉輪入口處合理地增設(shè)導(dǎo)流錐，可以對流場起到優(yōu)化的效果，從而提高人工心臟泵的血液相容性。
　　血流動力