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左心室辅助装置驱动源的智能化控制设计

作　者: 曹云
导　师: 潘钢；臧旺福
学　校: 上海交通大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 心室辅助装置 ARM 伺服电机同步化
分类号: R318.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
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内容摘要

心脏是人体循环系统的动力,它推动血液流动,向器官、组织提供充足的血流量以供应氧和各种营养物质并带走代谢终产物。现今随着工作节奏的加快及生活压力的增大以及各种不良生活习惯导致心脏病患者数量呈现暴发式增长,极大的危害着人类的身体健康。各种心脏病中由心肌梗死、心脏术后低心排、慢性心力衰竭失代偿、急性瓣膜失效和心肌炎等原因引起的心源性休克往往是需要积极救治的危重临床状态。不同情况下,心源性休克患者死亡率为40%-80%[1]。对于心源性休克,左心室辅助装置(LVAD)是除药物和心脏移植之外的一种有效的治疗方法,正逐渐被发达国家应用于临床治疗[2]。它部分或完全替代心室泵血功能,向这类患者提供血流动力学支持,减轻心脏负荷。按血流驱动方式,左心室辅助装置(LVAD)可分为搏动式和非搏动式。整个装置中驱动系统是其关键问题之一,它直接影响左心辅助装置的性能和临床应用[3]。本课题致力于搏动型左心辅助装置的智能型驱动系统研究。针对搏动式辅助装置的特点及要求,使用嵌入式系统技术,设计出以单片机为控制核心、伺服电机为动力源的搏动式通用型驱动装置,并在此基础之上通过医用传感器,实时采集人体中心动脉压数据并处理分析,进而识别自体心脏心动周期的收缩与舒张起始点,通过以上节点信息同步控制左心室辅助装置工作,与自体心脏的运动过程形成互补,最大程度上减小自体心脏的后负荷,以利于自体心脏的恢复。该研究的成果有助于推动国家自主循环辅助装置的研发乃至临床应用。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 心力衰竭  9-10
  1.2 VAD 简介  10-14
  1.3 国内外现状  14-16
  1.4 VAD 的驱动与同步  16-17
  1.5 研究方法与工作内容  17-18
第二章系统组件  18-32
  2.1 控制核心  18-23
    2.1.1 单片机简介  18-20
    2.1.2 S3C2440A 微控制器  20-22
    2.1.3 TQ2440 开发板  22-23
  2.2 动力部件  23-25
  2.3 气缸  25-27
  2.4 传动结构  27-29
  2.5 位移传感器  29-30
  2.6 有创血压传感器  30-32
第三章伺服电机控制  32-41
  3.1 伺服控制方案  32-34
  3.2 伺服控制模式  34
  3.3 伺服参数设置  34-41
    3.3.1 参数设置方法  35-41
第四章系统控制软件  41-59
  4.1 开发环境  41-44
  4.2 程序设计  44-59
    4.2.1 程序架构  44-45
    4.2.2 资源分配  45
    4.2.3 函数模块  45-59
第五章智能化同步初探  59-72
  5.1 同步的意义  59-60
  5.2 实现同步的方法  60
  5.3 研究步骤  60-72
    5.3.1 实验数据采集  60-65
    5.3.2 数据处理  65-67
    5.3.3 处理结果  67-72
第六章总结与展望  72-74
  6.1 工作总结  72
  6.2 未来展望  72-74
参考文献  74-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间录用和发表的论文  78-80

左心室辅助装置驱动源的智能化控制设计

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