基于溶血估算的離心血泵設(shè)計.pdf

1、心血管疾病是導(dǎo)致人類死亡的主要原因之一，全球人口的心臟病發(fā)病率高達1％，晚期心臟病導(dǎo)致的心力衰竭5年內(nèi)死亡率高達75％，心臟移植是唯一的救治手段，然而供體的嚴重缺乏使得很多需要心臟移植的患者在等待供體中死去。所以，暫時性或永久性代替自然心臟功能的血泵就應(yīng)運而生。人工心臟從最開始的搏動式血泵發(fā)展到最近的懸浮式旋轉(zhuǎn)血泵，不斷的解決心臟疾病中遇到的問題，更好的幫助患者脫離疾病。而且溶血和血栓一直以來是人工心臟臨床應(yīng)用中的重大難題。
　　

2、 研究表明血泵內(nèi)流動中的渦流區(qū)和滯止區(qū)對血泵溶血和血栓形成有很大的影響，并有學者給出了溶血估算的經(jīng)驗公式，該公式表明溶血的大小與紅細胞在流動過程中所受的剪切應(yīng)力和接觸時間成冪函數(shù)關(guān)系。基于該溶血估算公式，本文針對血泵的溶血特性對離心式旋轉(zhuǎn)血泵進行設(shè)計與優(yōu)化，并進行了水力實驗和溶血試驗，主要開展以下三個方面的研究：
　　 1)利用血泵設(shè)計的一元設(shè)計理論及速度系數(shù)法，并對血泵進行水力設(shè)計，同時本文提出一個平均剪應(yīng)力模型，假定紅細胞

3、流經(jīng)葉輪所受的平均切應(yīng)力近似等效為紅細胞流動過程中在單位體積單位路程下的動能增量。為了提高血泵溶血性能，本文通過減少紅細胞流經(jīng)葉輪的時間和降低它在此過程中所受平均應(yīng)力的方法，基于平均剪應(yīng)力模型對離心血泵進行參數(shù)化設(shè)計，進而改善溶血性能。
　　 2)對模型血泵進行數(shù)值模擬及溶血估算分析，研究了葉輪和蝸殼在不同間隙下的水力特性及溶血性能，同時分析了葉片數(shù)對血泵的水力特性及溶血性能的影響，比較得到溶血性能較好的間隙大小和葉片數(shù)。