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 mmHg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2.7A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2.7A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 mmHg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.

为了实现搏动式血泵的驱动,设计了一种新型电磁驱动装置.基于模拟体外循环实验对装置进行相关的可行性实验研究.研究结果表明:驱动线圈结构设计过程科学合理,且驱动力规律满足血泵驱动要求;平均灌注压与驱动电流的线性拟合方程为y＝33.074x+6.6563,R2＝0.9784,表明该驱动装置能够按照设定的压力值输出搏动流以满足实际应用需求.装置的驱动效率为21.83%.研究表明我们所设计的新型驱动装置能够作为搏动式血泵驱动.

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 cmH2 O和后压50～110 cmH2 O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.

目的 研究老年顽固性心衰患者采用硝普钠联合多巴胺持续静脉泵入治疗的临床效果及作用.方法 选择顽固性心衰患者44例,采用奇偶法将其分为实验组与参照组,每组22例.其中参照组予以多巴胺治疗,实验组行硝普钠与多巴胺持续静脉泵入联合治疗,对比2组患者治疗后心功能相关指标及临床治疗效果.结果 实验组左心室舒张末期内径、收缩末期内径均小于参照组,与参照组相比,实验组搏动输出量、左心室射血分数较高,实验组顽固性心衰临床治疗总有效率(95.45％)明显高于参照组(68.18％),两者差异明显(P＜0.05).结论 与多巴胺单一治疗相比,硝普钠与多巴胺持续静脉泵入联合模式治疗老年顽固性心衰临床疗效显著,有效提升患者心功能水平,应予以临床推广.

目的 探究一种新型电磁搏动式血泵的动力输出性能及血液相容性.方法 首先通过建立理论模型对该血泵驱动力进行分析,并基于该模型计算出满足条件的实验驱动电压.设计体外模拟循环实验,对新型血泵的输出流量和输出压力特性及血泵的体外溶血性能进行初步实验研究.结果 实验测得当血泵后负荷为73.5 mmHg(9.78 kPa,1 mmHg=0.133 kPa)、驱动电压达到35 V、搏动频率为75/min时,实际输出的流量为3.18 L/min,可以提供高压132 mmHg(17.56 kPa)、低压66 mmHg(8.78 kPa)、平均压力98 mmHg(13.03 kPa),体外实验标准溶血指数(normalized index of haematolysis,NIH)为(0.049 15±0.003 75) mg/dL.结论 该新型搏动式血泵能够满足离体器官灌注和体外循环短期辅助的临床要求,对体外循环血泵的发展具有重要意义.

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,泵头人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.

微型轴流泵在医疗辅助供血上应用广泛,但大多数都是恒流供血的模式,目前还没有有关轴流泵在提供搏动性辅助的研究.本文通过建立实验模型,控制反馈系统,利用压力传感器、流量传感器实时监测系统压力和流量,研究了轴流血泵在提供搏动性血流的可行性.结果 显示,该轴流泵能较好的达到搏动血流的灌注效果,压力曲线逼近自然搏动曲线,流量达到灌注需求,并初步验证了该方法 下血泵的溶血性能.

根据电磁学原理建立梯度线圈-永磁体模型,本研究设计了一款新型电磁驱动搏动式血泵,主要包括驱动装置、泵头装置、冷却系统以及体外循环管路等.搏动式血泵运动速率接近正常人体心率,模仿心脏的节律跳动,产生搏动式血流,实现了搏动式泵血.通过搭建实验平台,采集基于电磁驱动的体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)搏动式泵血系统的流量、压力和动脉压力波形等参数.结果表明,基于电磁驱动的ECMO搏动式泵血系统的相关性能基本满足ECMO辅助循环需求,达到了动脉压力波形拟合和搏动灌注的目的,对于体外循环的发展具有重要意义.

电磁搏动式血泵是基于电磁感应原理制作而成的,长时间通电工作会引起血泵升温.如果血泵温度过高会使血泵损坏,甚至可能使泵内循环血液温度过高,对血液成分造成破坏甚至威胁生命,因此研究电磁搏动式血泵温度,对其进行温度场分析是必要的.通过使用有限元分析软件对血泵进行温度场分析,可以直观观察血泵工作温度.仿真结果表明,在设定电磁搏动式血泵工作1 h情况下,血泵温度最高处在驱动绕组处,最高温度为100.3℃,泵内与37.0℃循环血液接触面的温度变化不大,最高温度为37.5℃,因此电磁搏动式血泵不会对血液成分造成破坏,但是需要对驱动绕组进行降温处理以免破坏血泵,对循环血液造成影响.

目的 研究体外循环对孕山羊雌孕激素及胎盘功能的影响.方法 取健康孕山羊10头,麻醉后用膜式氧合器和搏动泵建立胎羊体外循环并持续30 min,期间分别于建立体外循环前及建立体外循环后的15 min、30 min时取部分胎盘小叶并采取动静脉血,胎盘小叶用于胎盘功能检测,动静脉血液用于血气分析及雌孕激素水平的检测.结果 体外循环过程中孕山羊与胎羊心跳有力,血压正常,氧分压及二氧化碳分压正常稳定.雌二醇激素水平逐渐升高[Tl:(93.3±15.6)pg/ml;T5:(128.7±14.41)pg/ml],孕酮水平逐渐下降[T1:(19.6±2.2)ng/ml;T5:(8.4±1.1)ng/ml],胎羊pH值(T1:7.40±0.08;T5:7.11±0.15)、氧分压逐渐下降[Tl:(25.3±1.8)mmHg;T5:(18.1±2.1)mmHg],二氧化碳分压逐渐升高[Tl:(47.1±1.4)mm Hg;T5:(61.9±10.8)mmHg].进一步的胎盘功能学检测显示,随着体外循环的进行,胎盘组织中内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthasee,NOS)的表达及一氧化氮(nitric oxide,NO)含量出现逐渐下降的变化规律.结论 体外循环对雌孕激素和胎盘功能的影响可能不利于胎羊的存活.