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题名基于主动脉内血泵的集中参数模型研究
被引量：5
- 1
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作者
谷凯云
高斌
常宇
刘有军
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机构
北京工业大学生命科学与生物工程学院
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出处
《医用生物力学》
EI
CAS
CSCD
2011年第4期367-372,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10872013
11072012
+2 种基金
31070754)
北京市自然科学基金(3092005)
北京工业大学人才强教深化计划(015000543111503)
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文摘
目的为研究主动脉内血泵出入口的压力差和血液流率之间的关系,并以此预测血泵的血流动力学参数,建立主动脉内血泵非线性集中参数模型。方法该模型依靠血泵本体参数,不包含循环系统的血流动力学参数。模型包括:电流源,与血泵转速相关,表示被血泵叶轮推出的流率;内阻,用来模拟主动脉内血泵径向间隙之间的阻力;电感,表示流过主动脉内血泵径向间隙的血液的惯性。结果模型可模拟从肺淤血到心室塌陷等各种心脏的生理状态。通过模型得到了血泵的特征方程,方程中参数值由体外循环实验确定。结论通过比较预测血泵压力差和实际测量压力差验证特征方程准确性,结果显示误差小于5%,因此该模型能够准确预测血泵压力差。
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关键词
主动脉内血泵
集中参数模型
压力差
流率
建模
血流动力学
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Keywords
Intra-aorta pump
Lumped parameter model
Pressure difference
Flow rate
Modeling
Hemodynamics
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分类号
R318.01
[医药卫生—生物医学工程]
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题名主动脉内血泵的全程滑模控制器设计
被引量：3
- 2
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作者
高斌
谷凯云
常宇
刘有军
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机构
北京工业大学生命科学与生物工程学院
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出处
《医用生物力学》
EI
CAS
CSCD
2011年第3期279-285,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10872013
11072012
+2 种基金
31070754)
北京市自然科学基金(3092005)
北京工业大学人才强教深化计划--创新团队项目
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文摘
目的为消除传统滑膜算法固有的抖震现象对控制器及被控对象的影响,使主动脉内血泵准确地响应人体的生理需求,本文设计了基于全程滑膜算法(global sliding mode controller,GSMC)的主动脉内血泵控制器。方法采用动态干扰补偿算法来估算主动脉内血泵控制系统的不确定性,并利用计算机仿真实验和体外循环实验来验证控制系统的动态特性和稳定性。结果由于通过动态干扰补偿算法估算系统不确定性,消除了滑膜算法固有的抖震现象。当系统设定流率为5 L/min时,系统的响应时间为80 ms,并且不存在超调和稳态误差。当控制器的负载转矩增加到0.4 N.m时,控制器的响应时间为25 ms。当输入一个搏动的流量信号作为控制系统的设定流率时,其动态响应时间为80 ms,流速最大误差为0.03 L/min。在体外循环实验中,由于实验中转速信号和流速信号的反馈频率低于理想情况,所以控制器的效果相比于计算机模拟有所下降。实验结果显示,当设定流率为5 L/min时,该控制器的响应时间是0.26 s,流率的误差为0.1 L/min。结论本文提出的控制器可以根据参考流量的要求准确地调节主动脉内血泵,并且对于系统的干扰和不确定性有良好的鲁棒性。由于动态干扰补偿算法的应用,算法的输出不存在抖震现象。
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关键词
主动脉内血泵
全程滑模算法
动态干扰补偿器
计算机仿真
血流动力学
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Keywords
Intra-aorta pump
Global sliding mode control algorithm
Dynamic disturbance compensator
Computer simulation
Hemodynamics
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分类号
R318.01
[医药卫生—生物医学工程]
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题名主动脉内血泵对血管血流动力学的影响
被引量：1
- 3
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作者
常宇
谷凯云
高斌
刘有军
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机构
北京工业大学生命科学与生物工程学院
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出处
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期629-633,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11272022)
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文摘
主要研究主动脉内血泵辅助程度的变化对主动脉血管的影响.采用集中参数模型方法与弹性腔理论,设计了心血管循环系统-主动脉内血泵耦合集中参数模型,对模型进行了计算机模拟仿真.仿真结果表明:当主动脉内血泵工作在恒速模式时,主动脉血压和血流量的平均值会随着血泵转速提高而增加,但搏动成分却会随着血泵转速的提高而显著降低;当血泵转速达7 200 r/min时,主动脉压力和血流量的搏动成分几乎为0;由于主动脉压和血流量的搏动性过低会影响主动脉血管的结构和功能,因此恒速控制不适合主动脉内血泵的长期辅助控制.
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关键词
主动脉内血泵
血流动力学
搏动性
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Keywords
intra-aorta pump
hemodynamic
pulsation
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分类号
R454.4
[医药卫生—治疗学]
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