醫(yī)用關(guān)節(jié)脈沖灌流沖洗裝置及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、針對目前國內(nèi)傳統(tǒng)輸液式關(guān)節(jié)灌流沖洗術(shù)沖洗治療時間長、關(guān)節(jié)內(nèi)壓力大小無法精確控制、輸送液體流量不均、且在治療過程中容易受到手動操作引起的二次污染等問題，本文提出將脈沖蠕動計量泵與關(guān)節(jié)灌流沖洗術(shù)相結(jié)合，研究開發(fā)一種醫(yī)用關(guān)節(jié)脈沖灌流沖洗裝置，并對其控制系統(tǒng)進行研究。
　　在研究國內(nèi)外脈沖蠕動泵及灌流沖洗術(shù)的發(fā)展背景及研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，首先根據(jù)關(guān)節(jié)灌流沖洗術(shù)的臨床要求，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有脈沖蠕動計量泵的功能及結(jié)構(gòu)特點，利用傳統(tǒng)機械設(shè)計及有限元分

2、析軟件對其泵頭、機身面板等構(gòu)件進行了設(shè)計與改造優(yōu)化；其次，從關(guān)節(jié)脈沖灌流沖洗的過程入手，對裝置在沖洗患者關(guān)節(jié)腔時液體輸送管道的流動情況進行了理論分析，建立了泵頭運動與流量控制的數(shù)學(xué)模型，并通過實驗計算得出了裝置的輸出流量與泵頭轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，且利用流體動力學(xué)有限元分析軟件 Fluent6.3工具箱對患者關(guān)節(jié)腔組織建立了有限元仿真模型，對整個沖洗過程中流場的分布做了可視化仿真研究；然后，根據(jù)蠕動泵內(nèi)步進電機驅(qū)動裝置的工作特點與接口通訊參數(shù)

3、，與可編程控制器西門子224xp系列 PLC做了硬件連接，并結(jié)合設(shè)備的工作特點與工作要求，利用西門子上位程序開發(fā)工具 Micro WIN step7對其控制系統(tǒng)編寫了控制程序，針對設(shè)備人性化的操作設(shè)計要求，利用國產(chǎn)威綸通觸摸屏開發(fā)平臺 EB8000V465.12工具對其進行了上位人機操作界面的開發(fā)；最后，對該裝置在關(guān)節(jié)灌流沖洗中設(shè)計了實際治療實驗，驗證了該裝置運行的可靠性。
　　醫(yī)用關(guān)節(jié)脈沖灌流沖洗裝置結(jié)合了傳統(tǒng)蠕動式計量泵流量精