Создание и исследование мехатронного модуля искусственного сердца пульсирующего типа

• Автор: Беляев, Леонид Викторович
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений

Введение

Глава 1. Анализ требований к системам искусственного сердца

1.1. Анализ существующих систем искусственного сердца. Требования к имплантируемым системам искусственного сердца

1.1.1. Классификация систем искусственного сердца

1.1.2. Анализ существующих систем искусственного сердца

1.1.3. Системы искусственного сердца на базе мехатронных модулей

1.2. Медико-технические требования к системам искусственного сердца

1.3. Выводы по главе. Постановка задачи исследования

Глава 2. Математическая модель динамики мехатронного модуля
искусственного сердца
2.1. Вывод уравнений динамики мехатронного модуля искусственного сердца
2.2. Анализ динамических характеристик мехатронного модуля искусственного сердца
2.3. Исследование тепловых характеристик мехатронного модуля искусственного сердца
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Математическое моделирование гидродинамических параметов мехатронного модуля искусственного сердца
3.1. Применение математического моделирования для проектирования ИЖС ММ ИС с заданными гидродинамическими показателями
3.2. Методика исследования гидродинамики ИЖС ММ ИС
3.2.1. Основные уравнения гидродинамики ИЖС
3.2.2. Алгоритм определения показателя гемолиза
3.3. Численное моделирование процессов гидродинамики в камере ИЖС ММ ИС
3.3.1. Параметры расчетной модели ИЖС ММ ИС
3.3.2. Оценка результатов моделирования пульсирующего кровотока в ИЖС ММ ИС. Расчет показателя гемолиза разработанной конструкции
3.4. Выводы по главе
Глава 4 Экспериментальные исследования мехатронного модуля
искусственного сердца

4.1. Стендовые испытания ММ ИС
4.1.1. Обзор существующих стендов для исследования характеристик ММ ИС
4.1.2. Разработка универсального стенда для проверки функционирования ММ ИС
4.1.3. Описание объекта исследований
4.2. Анализ результатов испытаний. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований
4.2.1. Проведение экспериментальных исследований
4.2.2. Анализ результатов измерений
4.3. Выводы по главе
Глава 5. Методика проектирования мм ис с заданными
гемодинамическими характеристиками. Описание разработанных конструкций
5.1. Методика расчета и проектирования
5.2. Разработанные конструкции мехатронных модулей искусственного сердца
5.3. Выводы по главе
Общие выводы
Библиографический список
Приложение

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
CAD - computer aided design
CAE - computer aided engineering
CFD - computational fluid dynamics
NIH - normalized index of hemolysis
TAH - total artificial heart
BK - вспомогательное кровообращение
ВП - виртуальный прибор
ИЖС - искусственный желудочек сердца
ИКС - искусственный клапан сердца
ИС - искусственное сердце
КПД - коэффициент полезного действия
КЭА - конечно-элементный анализ
КЭМ - конечно-элементная модель
МКЭ - метод конечных элементов
ММ - мехатронный модуль
МПК - механическая поддержка кровообращения
МТТ - медико-технические требования
РВМ - роликовинтовой механизм
УСД - устройство сбора данных
ЭМП - электромеханический привод

Время, с
Рис. 2.5. Диаграмма закона изменения мощности привода ИС На рис. 2.6 - 2.9 представлены диаграммы перемещения, скорости мембраны ИЖС, расхода и мгновенной мощности при соотношении р$у$ / р,ца = 120/80 с минимальным коэффициентом упругости камеры ИЖС для материала семейства «ВИТУР» (щ = 20 Н/мм), частоте сердечных сокращений/| = 60 мин’1 и объеме выброса У = 80 мл в ходе двух сердечных циклов.
Время, с
Рис. 2.6. Диаграмма выходного перемещения мембраны