超聲致動(dòng)泵無傳感器溫控系統(tǒng)研究.pdf

1、目前全世界心衰病人數(shù)量不斷上升，而可供移植的心臟數(shù)量嚴(yán)重不足。大部分終末期心衰患者需要尋求一種機(jī)械循環(huán)支持系統(tǒng)，輔助或替代心臟的功能。本課題組開發(fā)的用于心室輔助的超聲致動(dòng)泵作為機(jī)械循環(huán)支持系統(tǒng)的一種，期望在將來可以作為心臟移植的有效補(bǔ)充，為心衰病人提供新的治療和心室輔助手段。
　　超聲致動(dòng)泵是通過超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪-推板擠壓血腔，以收縮-舒張形式泵血的搏動(dòng)式人工心臟。它可以產(chǎn)生類似于人體自身心臟活動(dòng)的搏動(dòng)流，而且通過轉(zhuǎn)矩大、體積小的

2、超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)擠壓泵血，從而易于控制、有植入可能性。但是超聲致動(dòng)泵在工作中會(huì)產(chǎn)生較大的發(fā)熱現(xiàn)象，這一現(xiàn)象對泵體的植入有著較大的影響。溫升會(huì)破壞血液、體內(nèi)器官組織，還會(huì)降低電機(jī)自身的壽命。為了在植入的狀態(tài)下測量超聲致動(dòng)泵的溫升并加以控制，設(shè)計(jì)了無傳感器的無創(chuàng)泵體溫度檢測方法，以防止傳感器的相關(guān)導(dǎo)線管路對人體的影響。
　　本文設(shè)計(jì)了超聲致動(dòng)泵的無傳感器溫度預(yù)測與控制系統(tǒng)。首先量化了超聲致動(dòng)泵的整體發(fā)熱情況，然后采用遺傳算法改進(jìn)型的神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)通過易測的參數(shù)預(yù)測泵體溫度，而且基于溫度結(jié)果實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻控制，達(dá)到不使用傳感器無創(chuàng)控制泵體溫升的目的，最終通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一控制方法可兼顧泵體的輔助效果與溫升特性。目前所取得的成果有：
　　1.研究了超聲致動(dòng)泵的發(fā)熱機(jī)理，具體分析了超聲電機(jī)和凸輪摩擦兩部分的溫升，而且量化了這兩部分大致的功耗范圍，為理解泵體的整體發(fā)熱情況做了指導(dǎo)。
　　2.通過分析在系統(tǒng)中選擇易于測量且相關(guān)性強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)頻率、主動(dòng)脈壓力和超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流三個(gè)參數(shù)，