基于單片機控制的微型軸流式血泵外磁驅(qū)動系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，“人工心臟”和“機械性心臟輔助”的研究已成為心臟外科和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域極為關(guān)注的焦點，軸流式血泵更是目前人工心臟結(jié)構(gòu)研究的熱點。 在人工心臟研究過程中，血泵驅(qū)動能源的提供方式是人工心臟研究的關(guān)鍵問題之一，因為驅(qū)動方式已成為微型血泵能否實用化的關(guān)鍵技術(shù)。在傳統(tǒng)以及目前的血泵系統(tǒng)中，幾乎所有臨床應(yīng)用都采用體內(nèi)儲能方式或通過導(dǎo)線(管)向體內(nèi)血泵提供能量，這種方式由于有導(dǎo)線或?qū)Ч艽┻^皮膚從體內(nèi)引出，容易造

2、成體內(nèi)感染等問題，不適合長期使用。 外磁場驅(qū)動方式不僅有效解決了以往血泵供能系統(tǒng)的不足，同時它通過非接觸式磁場驅(qū)動，避免了密封，滲漏以及人體排異性等一系列傳統(tǒng)泵結(jié)構(gòu)難以克服的工程和醫(yī)學(xué)上的困難，大大降低了感染的機會，具有重要的創(chuàng)新性。 本文通過對血泵外磁驅(qū)動方式的探索研究，提出了基于單片機控制的微型軸流式血泵外磁驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計思想，同時通過實驗驗證了系統(tǒng)方案的可行性。主要研究內(nèi)容如下： 1、對永磁體體積的計算進行理

3、論分析，建立永磁體磁場的空間數(shù)學(xué)模型，并利用ANSYS軟件對永磁體磁場進行仿真研究。 2、旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生方法研究。根據(jù)血泵的特殊工作特點、外磁驅(qū)動軸流式血泵工作原理，以及外磁驅(qū)動對驅(qū)動裝置的要求，提出了電機驅(qū)動法、勵磁線圈驅(qū)動法、電磁棒法等三種旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的方案，通過理論分析、比較，確定了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的設(shè)計方案。 3、血泵外磁驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計研究。根據(jù)勵磁線圈驅(qū)動法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的方案，提出了兩種交變脈沖的具體產(chǎn)生方法，設(shè)計了基