具有分流和悬臂叶片尾导的轴流血泵设计分析

作     者：柳光茂 席俭 陈海波 张岩 侯剑锋 周建业 孙寒松 胡盛寿 LIU Guangmao;XI Jian;CHEN Haibo;ZHANG Yan;HOU Jianfeng;ZHOU Jianye;SUN Hansong;HU Shengshou

作者机构：中国医学科学院北京协和医学院国家心血管病中心阜外医院心血管疾病国家重点实验室北京100037 中航电测仪器股份有限公司西安710000 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFC1300900) 

出 版 物：《生物医学工程学杂志》 (Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2019年第36卷第3期

页      码：379-385页

摘      要：根据中国终末期心衰患者对左心辅助泵辅助人体血液循环的要求,设计以3L/min流量、100mmHg压升为设计点,流量范围为2~7L/min的微型可植入轴流血泵。该血泵采用纺锤形的转子叶轮结构以及带分流叶片、悬臂叶片的尾导结构,以使血泵在较宽的压力流量范围内具有良好的溶血和抗血栓特性。本文用数值模拟及粒子成像测速(PIV)的方法分析血泵的水力学特性、流场及溶血特性。结果表明:血泵转速为7000~11000r/min时,在2~7L/min的流量范围内可提供60.0~151.3mmHg的压升;分流叶片抑制了尾导的尾缘吸力面处的流动分离;悬臂式叶片结构将转子叶片的叶尖间隙变为尾导叶片的叶根间隙,间隙的切线速度由6.2m/s降至4.3~1.1m/s;血泵的最大标量剪切应力值为897.3Pa,平均剪切应力值为37.7Pa;采用Heuser溶血模型得到的溶血指数为0.168%;PIV试验所得泵内尾导区域的流场速度分布与数值计算得到的流场特征吻合良好。本研究所设计的轴流血泵的尾导具有分流叶片和悬臂叶片,流道内血流无较大分离流动,降低了剪切力对血液的破坏,溶血性能良好,压力流量性能满足临床需要。

主 题 词：轴流血泵 数值模拟 溶血指数 悬臂叶片 分流叶片 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 0831[工学-公安技术类] 1004[医学-公共卫生预防医学类] 08[工学] 0812[工学-测绘类] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.7507/1001-5515.201801065

馆 藏 号：203677755...