按压式心室辅助装置的建模与研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tiantanghao001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非血液接触型心室辅助装置能够为心脏供体不足的现状提供解决方案。相比于传统的血液接触型心室辅助装置,非血液接触型心室辅助装置能够减少血液接触型心室辅助装置引起的血栓等问题,减少治疗的费用,并且使治疗方案变得简单。本文以自主研发的按压式心室辅助装置为研究对象,建立正常心脏、心衰心脏、按压式心室辅助装置辅助心脏、按压式心室辅助装置的有限元仿真模型,建立左心室与血液循环耦合的集总参数模型,并制作出按压式心室辅助装置的实物装置,具体内容如下:建立正常心脏、心衰心脏、按压式心室辅助装置辅助心脏的有限元模型,获得0.8s心动周期(0.3s收缩期)下三种情况不同时刻的心脏截面图、电位图、应力变化图和容积变化图,并获得了三种情况下的收缩末期体积和压强的参数。结果表明,心衰心脏的泵血量和泵血能力严重不足,而使用按压式心室辅助装置给心衰心脏外壁提供0.6atm的压力可以有效恢复到正常心脏的能力。根据获得的收缩末期体积和压强的参数,求得收缩末期压力-容积曲线的斜率,获得了正常心脏、心衰心脏、按压式心室辅助装置辅助心脏三种情况下心脏(左心室)的集总参数模型。并且将心脏的集总参数模型与血液循环的集总参数模型耦合,设定心动周期为0.8s,获得了三种情况下的血液动力学有关数据,分别是左心室压、左心房压、主动脉压、主动脉流量、左心室容积和左心室压力-容积曲线。结果再次验证心衰心脏压力不足泵血不足,而按压式心室辅助装置辅助后的心脏指标符合正常心脏,使用按压式心室辅助装置辅助心脏是可行的。建立按压式心室辅助装置的有限元模型,选择峰值为0.4atm、0.6atm和0.8atm的相对压强曲线对按压式心室辅助装置充气,获得按压式心室辅助装置的表面位移图和容积变化图。结果显示,按压式心室辅助装置的容积变化与按压式心室辅助装置辅助心脏的容积变化相似,验证了按压式心室辅助装置的可行性。根据按压式心室辅助装置的有限元模型制作了实物,包括按压式气囊的制作,气路的设计,含有模块电源、单片机、电磁阀和电气比例阀的控制器的制作和各个部件的选取。多次进行实验,使用按压式气囊挤压3D打印的心脏,将轻微挤压的气压值设置为最小值,将按压式气囊膨胀到极限时的气压值设置为最大值,据此设定好单片机的控制程序,组装好实物系统,获得输出波形,完成制作。
其他文献
随着经济社会的不断发展,电力工业作为社会的重要支柱产业和社会发展的重点与先行产业,不断迈上新台阶。电网规模的逐步扩大提高了电力系统运行的经济性与灵活性。但同时,大电网运行也给电力系统的安全稳定带来了一定压力,故障处置不当可能引起大范围停电甚至系统崩溃。因此,准确高效的电网故障诊断方法作为保证电力系统安全运行和提高故障处理效率的保证,有着极高的研究价值与应用意义。电力系统故障后,调度端将瞬间涌入海量
学位
李长之生前《鲁迅批判》有初刊本、北新初版本和东方本三个版本,本文前三章主要以李长之《鲁迅批判》这三个版本的校勘作为研究发现的切入口,采取“史实”和“史释”相结合的方法,探究《鲁迅批判》版本方面存在的基本问题及李长之在《鲁迅批判》中流露的相关文学批评理念。最后一章将后人再版的北京本、文集本《鲁迅批判》纳入考察范围,由“引文中的鲁迅”这一文献类型的初步探讨,深入到现代文学校勘学中“善本”或“新善本”概
学位
近年来,大气压低温等离子体因其在诸多领域的适用性而备受关注,诸多用于大气压低温等离子体生成的气体放电方法也应运而生。基于大气压低温等离子体在诸多工业应用中的诱人前景,本文主要围绕着微波脉冲调制放电和微波氦氧放电这两种电源激励频率处于微波频段的气体放电方法,采用在研究大气压气体放电方面兼具准确且高效优点的一维流体模型,分别对微波脉冲调制放电和微波氦氧放电进行数值模拟研究,在放电机理上分析微波脉冲调制
学位
以新能源发电单元为主体组成的微电网如今在世界范围内得到了广泛的关注。然而孤岛运行时的微电网无大电网支撑,惯性低、控制难度大。本文围绕低压孤岛微电网系统分布式控制这一课题,提出了一种分布式分级协同控制策略。具体研究内容如下:首先针对低压孤岛微电网分析其功率传输特性。对于一次控制层,针对传统下垂控制的局限性,设计了电压-有功/相角-无功下垂控制。提出了基于逆变器等效输出阻抗的虚拟阻抗设计方法以实现功率
学位
将生物质燃气内燃发电机组与光伏、储能等分布式电源组合构成生物质微电网,可为农村或农业园区等生物质能资源丰富的区域提供稳定的电力供应,具有实际应用价值。生物质微电网具有并网和孤岛两种运行模式,其并网点电压调节和并离网切换控制是保证微电网稳定运行的关键技术,对保证负荷的安全可靠用电具有重要意义,本文以此为主要内容,进行了如下研究工作:在阐述目前常见的生物质发电技术基础上,构建了以生物质燃气内燃发电机为
学位
目前,传统的化石能源正在枯竭,然而在世界经济飞速发展、社会条件和科技水平也大幅进步的大环境下,人们对能源的需求越来越高,同时随之而来的是各种环境问题。电动汽车(Electric Vehicle,EV)因其节能环保等优点得到了大力推广。随着电动汽车在汽车领域所占的比重不断增加,相关的服务设施和服务政策应得到相继的建设与完善,为大量电动汽车用户提供便利的设施和满意的服务。因此,本文首先对电动汽车充电站
学位
能源短缺、气候变化逐渐成为世界性的难题,使得风能和太阳能等可再生能源的利用率迅速增长。然而伴随着可再生能源的开发,需要面临如何经济有效的收集、传输能源以及保证系统与大电网互联稳定性的挑战。高压直流输电系统凭借较大的传输容量和灵活的电源配置等优势,成为实现电网和可再生资源有效整合最经济的解决方案。随着直流系统输电容量及输送距离的不断增加,承担系统互联的直流传输线路面临安全可靠运行的挑战。传统的基于大
学位
研究背景乳腺癌是严重威胁女性健康的恶性肿瘤。目前临床上的治疗方法仍以传统手术和放、化疗为主。侵袭和转移是其主要特点,尤其是三阴性乳腺癌,对治疗药物不敏感、耐药快和易复发,这些都迫使我们亟需研发新的药物和寻找新的治疗方法。肿瘤的生长离不开肿瘤缺氧微环境,缺氧促进肿瘤的侵袭转移。一方面,缺氧区的肿瘤细胞能通过自身围绕成管状结构,与内皮细胞相通,形成血管生成拟态(Vasculogenicmimicry,
学位
在全球能源清洁转型的背景下,电力行业加快推动建设以可再生能源为主体的新型电力系统。传统的火力发电机组大量的被以光伏和风电为代表的可再生能源发电所替代,促进了电力系统的大规模电力电子化,使系统逐步呈现出“高比例可再生能源”和“高比例电力电子设备”的“双高”态势。由并网逆变器所引发的新型宽频振荡问题在可再生能源渗透率高的地区频频发生,严重危害了电力系统稳定运行,限制了并网逆变器功率传输。综上,对并网逆
学位
特发性肺纤维化(Idiopathicpulmonary fibrosis,IPF)是一种进展性的肺间质疾病,其病理特征表现为肺成纤维细胞异常活化、增殖并逐渐介导肺间质基质的过度累积、肺组织过度瘢痕化、正常肺泡结构遭到进行性的破坏,最终致使患者肺部气体交换受损甚至肺功能丧失,从而导致呼吸衰竭引起死亡。该病预后较差,死亡率高,确诊后患者的中位生存期仅为3~5年。目前,针对IPF的临床治疗手段,除了能够
学位