摘要
心室辅助装置为心衰患者的心肌功能恢复及心脏移植的过渡提供了有效的治疗方法。本文选取阜外医院自主研发的FW-3血泵为研究对象，建立心血管系统与血泵耦合参数模型，研究血泵的发热情况以及在不同控制模式下的血液动力学、流动分布和剪切力分布情况。具体内容如下: 本文建立的心血管系统与血泵耦合参数模型，可以得到正常情况下心脏、不同程度心衰下以及血泵辅助下的血流动力学。结果表明，与正常情况下心脏相比，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ级心衰条件下的血液流量以及主动脉压力均有所下降，低于正常人体范围。而在血泵辅助下，主动脉流量以及主动脉压力均恢复到正常人体范围内。 基于耦合参数模型，本文将血泵辅助下的流量以及主动脉压力作为边界条件，进行多物理场仿真。电机电磁场分析了血泵驱动电机的铜耗与铁耗，并作为温度场分析的热源应用。血液流场分析则为温度场分析提供了血泵流量、主动脉压力等相应的边界条件。最终的温度场情况表明血泵的热量主要来自铜耗。与定子外壳接触的人体组织温度最高，最高温度分别达到了为38.57℃、40.56℃、41.58℃。近管壁一侧的血液受热源影响明显，最高温度分别为38.22℃,39.18℃,39.57℃。 基于耦合参数模型，本文得到了血泵在正脉冲、反脉冲以及恒定转速控制模式下的血液流量以及主动脉压力，并作为边界条件对血泵的流场情况进行仿真模拟。根据结果可知，恒定转速模式下的血液流量搏动性最弱，正脉冲模式下的血液流量与正常心脏相近，反脉冲模式则在舒张期提供了较高的血液灌注。从流场分布来说正脉冲在收缩期内流线分布密集，流动情况稳定;反脉冲模式因为保持了较长时间的高流量，流线分布更为稳定;恒定转速模式的流场与正脉冲相似，但流线分布的稀疏程度相较于同期的正脉冲模式下有所降低。从剪切力方面来说流道内的有超过98％的血液处在一个安全的剪切力范围内。正脉冲在剪切力水平最高;反脉冲在舒张期保持一段高水平剪切力;恒定转速模式剪切力水平最低。在溶血方面，血泵的高溶血多集中在转子叶轮和尾导前段区域。在一个心动周期内，三种模式的溶血指数是可以接受的，这其中正脉冲最高，恒定转速模式最低。
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