Ⅱ型轴流VAD的CAD及流场分析

• 作者: 吴广辉 李冰一 王景 蔺嫦燕
• 来源期刊: 透析与人工器官
• 学科: 医学
• 关键词: VAD 血液相容性 CAD CFD
• 年，卷（期）: 2005,（3）
• 所属期刊栏目: 研究报告 临床报告与临床技术研究
• 页码范围: 18-23
• 页数: 6页
• 分类号: R45
• 字数: 3621字
• 语种: 中文

摘要

目的:近年来随着心脏外科的发展,心脏移植的大量涌现,作为心脏辅助桥梁过渡的心室辅助装置(ventricular assistant device,VAD)的研究再次掀起高潮;而机电工程、材料技术的发展,又使VAD的实现逐渐成为可能.目前我国所研制的VAD不能应用于临床的最大障碍是VAD主体-血泵的血液相容性问题没有很好地解决,切确地讲VAD应用时的溶、凝血问题是目前国内、外VAD研制的一个难题.方法:本文中我们采用计算机辅助设计(CAD)工具设计Ⅱ型轴流VAD,用有限元计算方法进行泵内流场分析(CFD)的方法对VAD进行血液相容性研究.结果:(1)VAD的压力流量输出可以满足心室辅助的要求;(2)流场中的最大剪切率出现在叶轮入口的地方,在整个叶轮端面保持了较高的剪切率,而且随着转速升高,剪切率增大;流量增加,剪切率也增大;(3)在叶轮相对径向流速以较高速度旋转时,在入口附近,流场保持层流状态;接近转子时.流体开始加速,同时具有周向剪切速度;由于叶轮与转子连接部位具有不对称性,转子和泵壁之间的流场出现了不对称性,中下壁面出现较大波动,而在其对称面上没有出现波动;在叶轮附近.流场发生着剧烈的变化,同时随转速的不同,流动呈现不同的流动状态;在靠近轮毂的地方会出现湍流,叶片之间出现较大的分离涡流,流场剧烈波动;在出口导流叶片与叶轮的相接区域,流动出现局部回流,在狭窄的交接区域,出现流动滞止;流体进入导流叶片时,由于导叶端面有较大的几何形状变化,流动方向在此急剧变化会引起流动分离,从而影响了出口流速和流动的稳定性;(4)从流场显示中观察到叶轮与出口导叶片接触端面压力变化剧烈.结论:出口、叶轮内部及与其与出口导叶片连接部分、出口导叶片内部流场不稳定容易形成涡流和流动停滞,容易形成血栓;叶轮与出口导叶片连接端面以及叶轮内部剪切力较高,容易产生溶血.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王景		11	67	5.0	7.0
2	吴广辉		18	134	7.0	10.0
3	蔺嫦燕		30	239	9.0	14.0
4	李冰一		12	120	6.0	10.0