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 提出一种磁耦合驱动搏动式血泵结构并验证其可行性。方法 基于磁场传递往复作用力模型以及推拉互挽式结构设计磁耦合驱动搏动血泵,通过建立磁力驱动模型,计算耦合力大小,制作样机并对样机进行体外循环模拟试验,获得压力和流量实验数据。结果 采用生理盐水作为循环介质,固定后负荷,增加前负荷,血泵输出量减少,没有明显线性趋势;固定前负荷,增加后负荷,血泵输出量减少,且具有一定线性趋势。设置驱动频率为75次/min时,调节前、后负荷改变范围分别为0.665-3.990 k Pa（5-30 mm Hg）和5.320-11.970 k Pa（5-30 mm Hg）,可使输出量在保证线性关系条件下达到2.0-3.1 L/min。结论 该搏动式血泵流体力学特性基本满足体外膜肺循环的需要,仍需进一步研究和改进;研究结果具有重要的应用前景,尤其对替代目前临床体外膜肺氧合设备的血泵装置具有重要意义。

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：本文旨在提出一种搏动式电磁血泵电控系统,使其能够保证血泵工作的稳定性和动力的充足性.论文首先根据电磁血泵的结构设计建立原理模型,计算模型结构的磁力以及泵血的驱动力等参数.通过理论计算确定电流大小与磁力的正比关系,结合由人体血压正常值确定的合力为1.383 N,确定工作电流大小为1.5 A.其次利用Proteus软件设计单片机控制电路,利用控制电路、加速度传感器和示波器等设备搭建实验台,并进行空载状态下的实验去确定磁体在血泵磁场中受力与运动的状况,以及磁体的加速度波形与通断电的关系.通过依次确定线圈L1、L4,线圈L2、L3,线圈L3、L4的工作时间分别为0.1 s, 0.03 s,0.01 s,得到磁体单向运动时间,根据运动的对称性确定运动周期从而达到设计目的.该血泵具有重要的应用前景,尤其对替代目前临床ECMO(Extracorporeal membrane oxygenation)设备的血泵装置意义重大.

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。

摘要：为了更准确地为心衰患者提供心室辅助,减轻左心室辅助装置工作时对心脏的损伤,设计了一套基于体表心电信号的实时跟随辅助系统。传统搏动式血泵在进行心室辅助时未考虑到辅助时序与心室舒张期之间的关系,造成对受损心脏的二次损伤。在原有驱动系统的基础上,提出了一种以STM32单片机为核心,采集及识别ECG信号波形,控制血泵辅助时序跟随体ECG信号的方案。通过对血泵输出压力波形的分析,验证了系统能准确对ECG信号波形进行检测,控制血泵工作时序与左心室舒张期和收缩期同步,避免对受损心脏的二次损伤。