植入式左心室輔助裝置控制技術研究.pdf

1、人工心臟作為有效治療心臟病的一種手段,相關技術的研究日益為國內外醫(yī)學界所重視。植入式左心室輔助裝置作為人工心臟研究中的一個分支,由于其自身特點被視為未來人工心臟的主流。本課題以左心室輔助裝置為研究對象,通過分析左心輔助泵的結構與工作原理,在參考國內外研究經(jīng)驗基礎上,改進了血泵驅動技術與控制算法。論文主要研究內容如下:
　　 針對現(xiàn)有血泵的特性,對血泵電機驅動線圈進行設計。通過與現(xiàn)有左心室輔助裝置血泵進行對比,分析了本文所用血泵的

2、特定性能指標與結構特征；初步確定了驅動線圈的相關參數(shù),包括形狀、匝數(shù)、尺寸、安裝位置及部分電磁參數(shù),使得血泵電機既滿足了驅動要求又解決了溫升問題。
　　 設計了血泵電機控制系統(tǒng)的硬件配置與軟件架構。硬件配置包括控制器選擇、電源管理、報警指示和緊急情況應對,特別針對血泵電機進行了驅動電路的設計；軟件部分在經(jīng)過需求分析后,設計了圖形用戶界面中的LCD顯示和進行了上位機軟件的開發(fā)。
　　 針對常規(guī)血泵控制系統(tǒng)只是對血泵電機轉速

3、的控制,提出了基于血泵輸出壓力和流量的工作點控制算法。根據(jù)受體不同的生理特征,以血壓和供血量作為控制目標,實現(xiàn)血泵的自動控制。圍繞所建立的控制系統(tǒng),結合血流動力學和生理學,解決了不同受體控制參數(shù)的計算問題:利用神經(jīng)網(wǎng)絡算法對尚不能進行在線測定的血泵輸出血壓和流量進行了估算；對血泵三種工作狀況提出了工作點控制算法、恢復控制算法和解除抽吸控制算法；為血泵轉速控制設計了雙閉環(huán)調速控制系統(tǒng)。
　　 對血泵及控制系統(tǒng)進行了一系列實驗和仿真