左心辅助装置流入管道不同头部结构的数值模拟  被引量:1

Numerical Simulation of LVAD Inflow Cannulas with Different Tips

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作  者:柳光茂[1] 周建业[1] 胡盛寿[1] 孙寒松[2] 陈海波[1] 张岩[2] 罗富良[3] 

机构地区:[1]中国医学科学院,北京协和医学院,国家心血管病中心,阜外医院心血管疾病国家重点实验室,心血管疾病再生医学实验室,北京100037 [2]中国医学科学院,北京协和医学院,国家心血管病中心,阜外医院心血管疾病国家重点实验室心外科,北京100037 [3]中国医学科学院,北京协和医学院,国家心血管病中心,阜外医院心血管疾病国家重点实验室实验外科,北京100037

出  处:《生物医学工程学杂志》2013年第1期141-148,共8页Journal of Biomedical Engineering

基  金:863国家高技术发展计划课题资助(2006AA02Z4D3);中央级公益性科研院所基本科研业务费资助(2010-F08)

摘  要:头部结构是决定左心辅助装置(LVAD)流入管道优劣的关键结构,流入管道头部结构对心室及管道内的血液相容性和流入管道插入心尖后的流入口吸壁堵塞影响很大。本文设计了四种不同头部结构的流入管道,建立了这四种临床上使用较多的流入管道插入心尖的数值模型,用流体力学软件Fluent计算流入管道的血流动力学特性,并对四种管道的回流、涡流等流动情况和压力分布情况进行了研究。结果表明喇叭口状流入管道的流速分布均匀,无回流和低速流动区,血液相容性最好,喇叭口状结构还可防止吸壁堵塞的发生;笼状结构的流入管道涡流较严重,容易产生血栓,且心室壁处的低压极易引起心室塌陷。喇叭口状流入管道的血液相容性好且不易发生吸壁,适用于长期使用的LVAD。The tip structure is one of the key factors to determine the performance of left ventricular assist device (LVAD) inflow cannulas. The tip structure influences the thrombosis, hemolysis in eannula and left ventricle and suction leading to obstruction in ventricle. We designed four kinds of inflow cannulas that had different tips and built the numerical models of the four historical used inflow cannulas inserted into the apex of left ventricle. We computed the hemodynamic characteristics of inflow cannulas insertion by Fluent software. We researched the backflow, turbu- lent flow and pressure distribution of the four inflow cannulas. The results showed that the trumpet tipped inflow cannula had smooth flow velocity distribution without backflow or low velocity flow. The trumpet tipped inflow can- nula had the best blood compatibility characteristics. The trumpet structure could prevent obstruction. The caged tipped cannula had serious turbulent flow which could possibly cause thrombosis and the low pressure near left ven- tricle wall and easily lead to ventricle collapse. The trumpet tipped inflow cannula has the best blood compatibility and is difficult to he obstructed. The trumpet tipped inflow cannula is fit to long-term use LVAD.

关 键 词:左心辅助装置 流入管道 数值模拟 头部结构 吸壁 

分 类 号:R312[医药卫生—基础医学]

 

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