摘要：设计一种直流电磁驱动搏动式血泵并测试样机性能指标。首先,提出一种通过直流螺线管使永磁体进行往复直线运动的驱动方法,并通过螺线管内部磁场的数值模拟设计内部磁场趋于匀强磁场的补偿螺线管结构,结合两者设计直流电磁驱动搏动式血泵。然后,通过制作样机并搭建加速度实验台,测量接入不同直流电流时血泵样机可提供的磁力驱动力,并验证通电螺线管发热问题。最后,搭建流量实验台,在前、后负荷范围分别为5~30和50~80 mm Hg的情况下,测量血泵样机的流量性能指标。血泵样机提供的磁力驱动力与电流呈正相关线性关系,并且在接入2.7 A的电流时,其数值大小即可满足驱动要求;在接入的直流电流为2.7 A且血泵驱动频率为80次·min-1时,一方面通电螺线管与血液接触的内表面温度上升1℃后平稳在27℃,另一方面除了前、后负荷压差达到70 mm Hg及以上,血泵样机流量均大于3.0 L·min-1。该直流电磁驱动血泵满足离体器官灌注和体外循环短期辅助的临床要求,且对体外循环血泵的发展具有重要意义。

摘要：目的应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对电磁驱动搏动式灌注血泵流场进行仿真分析,通过改进泵头结构改善血液在血泵的流动状态,提升其抗溶血性能。方法应用Fluent 17. 0分析泵头结构变化对泵内流场的影响,通过血液流入和流出的4次仿真实验,分析内部液体的流线分布、中轴面上的湍流动能分布、血液流经泵头的压力损失和模型表面受到的切应力。结果在4次实验中,泵头入口与出口管路对称且与对称轴的夹角α=30°时,液体流线无明显紊乱,湍流程度较低;实验1中压力损失最小,为376. 8 Pa;实验1、2中的最大切应力分别为258. 6、302. 8 Pa,符合压力损失和溶血程度等血泵生物力学性能要求。选择α=30°模型为该电磁驱动搏动式灌注血泵的泵头结构,并通过3D打印技术进行制作。结论经过对泵头的优化分析,血泵溶血性能得到改善。研究结果可以运用到新型电磁驱动搏动式灌注血泵的设计与实验中。

摘要：PET影像检查中常常利用示踪剂进行造影.目前示踪剂的分装方法主要是传统人工稀释分装,存在着分装效率不高,对人体辐射剂量大等问题.为了解决上述问题,研究者对自动分装系统进行了一定的研究,但是其控制界面功能单一,不能实时监控分装工作情况.因此本文设计了一款基于Qt的自动化分装热室控制界面.该界面能接收通过网络传输的远端摄像头数据,对分装热室内部情况进行实时的显示,应用亮度均衡算法对图像进行处理.并使用串口通讯协议通过蓝牙与STM32F429开发板进行连接,设计相应的功能控件对开发板进行远程操作,配合分装机械系统实现对分装热室自动化控制.经试验测试表明,本界面实现了人机交互的友好界面功能,很好的提高了监控画质和系统响应速度,相比常用的监控软件Mini VCap和VCam,视频延时和CPU占有率都有明显的降低,并能稳定地与STM32F429进行连接,在性能和指标上达到了设计需要.

摘要：为了实现搏动式血泵的驱动,设计了一种新型电磁驱动装置。基于模拟体外循环实验对装置进行相关的可行性实验研究。研究结果表明:驱动线圈结构设计过程科学合理,且驱动力规律满足血泵驱动要求;平均灌注压与驱动电流的线性拟合方程为y=33. 074x+6. 6563,R^2=0. 9784,表明该驱动装置能够按照设定的压力值输出搏动流以满足实际应用需求。装置的驱动效率为21. 83%。研究表明我们所设计的新型驱动装置能够作为搏动式血泵驱动。

摘要：应用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对体外模拟循环系统(mock circulatory system,MCS)中使用的活塞阀、鸭嘴阀和蝶阀三种单向阀内部流场进行仿真分析,并重点分析蝶阀导流板的结构(包括:外圆弧形、三角形和内圆弧形)对血液流经单向阀的压力损失,流线与湍流动能分布,表面切应力及其对溶血的影响。结果显示,外圆弧形导流板对血液流经蝶阀的压力损失的数值,流线与湍流动能的分布均优于其它两种导流板结构,并且切应力的数值小于血细胞破碎极限值,阀内流场效果较好。本研究的结果表明外圆弧形导流板的蝶阀作为MCS中的单向阀具有结构简单和较好的抗溶血性能等优点,相关的仿真分析对于MCS的研究以及心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)的设计都具有重要的参考价值。

摘要：目的为了得到更适合血液循环的动力装置,提出一种用于体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)系统由电磁铁驱动的搏动式血泵,并研究其可行性。方法首先利用电磁原理设计出电磁驱动机构,主要部件包括对称的两个电磁铁和压簧,两个电磁铁交替通电下使得动铁芯往复运动;利用容积控制原理,泵腔在动铁芯的驱动下收缩舒张;然后根据上述原理设计出血泵模型,包括电磁驱动部件和泵腔;最后建立包括血泵、电路控制部分、示波器、加速度传感器、输入输出管路和储液池的试验台,对血泵模型进行驱动力和流量输出测试。结果血泵模型在通电电压7～12 V时动铁芯的初始驱动力为2. 97～8. 00 N。血泵模型产生的初始驱动力与工作电压呈正相关非线性关系,当通入电压12 V时血泵模型初始驱动力满足要求。当前压与后压为0、频率80次/min、工作电压7～12 V时的流量输出为0. 97～3. 81 L/min。当前压与后压为0,工作电压12 V、频率60～90次/min时的流量输出为3. 1～3. 8 L/min。当工作电压12 V、频率80次/min、前压0～40 cm H2O和后压50～110 cm H2O时的流量输出为0. 55～3. 59 L/min。血泵流量与工作电压和频率呈正相关,与后压呈负相关,与前压无显著性相关。结论往复式电磁铁驱动搏动式血泵基本满足ECMO临床要求,具有广泛的应用前景,对体外循环血泵的发展具有重要意义,但仍需进一步研究和改进。