摘要:

本文旨在提出一种搏动式电磁血泵电控系统,使其能够保证血泵工作的稳定性和动力的充足性.论文首先根据电磁血泵的结构设计建立原理模型,计算模型结构的磁力以及泵血的驱动力等参数.通过理论计算确定电流大小与磁力的正比关系,结合由人体血压正常值确定的合力为1.383 N,确定工作电流大小为1.5 A.其次利用Proteus软件设计单片机控制电路,利用控制电路、加速度传感器和示波器等设备搭建实验台,并进行空载状态下的实验去确定磁体在血泵磁场中受力与运动的状况,以及磁体的加速度波形与通断电的关系.通过依次确定线圈L1、L4,线圈L2、L3,线圈L3、L4的工作时间分别为0.1 s,0.03 s,0.01 s,得到磁体单向运动时间,根据运动的对称性确定运动周期从而达到设计目的.该血泵具有重要的应用前景,尤其对替代目前临床ECMO(Extracorporeal membrane oxygenation)设备的血泵装置意义重大.

摘要:

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.