心室輔助血泵的控制模塊構建.pdf

1、在現(xiàn)代社會中,心臟病已經(jīng)日益成為人類健康的主要威脅,而對于末期的充血性心力衰竭,傳統(tǒng)的心臟移植手術治療手段由于心臟供體的極度缺乏,已經(jīng)遠遠不能滿足患者的需求。而隨著科學技術與醫(yī)學的不斷發(fā)展,心室輔助血泵的研究已成為心臟外科和生物醫(yī)學工程領域研究的焦點。
　　 在心室輔助血泵的研究過程中,其控制策略是心室輔助血泵研究中的關鍵問題之一。因為隨著心室輔助血泵研究的不斷深化,在其性能方面,人們希望它能更加符合自然心臟的工作機制,滿足患者

2、的血液需求,所以符合人體機制的心室輔助血泵控制策略是心室輔助血泵在臨床治療上能否更加實用化的關鍵技術。遺憾的是,目前國內的心室輔助血泵系統(tǒng)中,幾乎都采用恒定轉速的控制方式,這種方式不能根據(jù)患者血流量需求的變化自動調節(jié)心室輔助血泵的轉速,在臨床應用上有很大的局限性,進而影響其應用和推廣。
　　 本文基于生理參數(shù)的心室輔助血泵控制系統(tǒng),能實時檢測并反饋患者的生理變化,根據(jù)這些反饋信息調整心室輔助血泵的運行,使之滿足人體的血流量需求,

3、提高心室輔助血泵的生理相容性。本文提出了基于生理參數(shù)的六種控制模式,并將其應用于心室輔助血泵控制系統(tǒng)的上位機控制。具體的研究內容如下:
　　 第一,血泵的血流動力學模型研究。為了構建合理的血泵控制模式,需要深入研究血泵的血流動力學特性,建立血泵的血流動力學模型。本研究利用心血管系統(tǒng)與心室輔助血泵的模擬循環(huán)臺,進行血泵的血流動力學實驗,分析血泵的PFR關系,并利用實驗數(shù)據(jù)建立血泵的血流動力學模型。
　　 第二,六種控制模式

4、的構建。根據(jù)基于生理機制的血泵控制策略,構建基于生理參數(shù)的六種控制模式:啟動模式、常規(guī)模式、抽吸處理模式、肺淤血處理模式、信號故障處理模式和脈動模式。分析模式特點,在不同的模式中根據(jù)不同的生理參數(shù)構建不同的控制算法,調控血泵流量和轉速,以滿足血流量需求。
　　 第三,控制模式的實現(xiàn)。為心室輔助血泵控制系統(tǒng)設計一套計算機軟件來實現(xiàn)六種控制模式,同時監(jiān)測生理參數(shù)。
　　 在控制模式基礎上搭建的控制系統(tǒng)能根據(jù)采集和分析生理參數(shù)