磁液悬浮离心血泵左心室辅助植入实验麻醉的探讨

目的:通过分析实验动物的成活率与麻醉相关的死亡率,探讨合适的改进措施及合适的大动物麻醉方法。方法:回顾2010年8月—2018年1月在泰达国际心血管病医院实验动物中心实施的磁液悬浮离心血泵左心室辅助装置植入36只小尾寒羊的实验,统计实验羊6 h拔管率与麻醉相关的死亡率,通过尸检组织学病理特征分析麻醉相关死亡原因。结果:回顾分3个阶段,2010年8月—2013年8月,共16只羊完成麻醉,其中1只羊麻醉采血,15只羊实施了左心室辅助装置植入实验,长期成活2只,麻醉相关死亡8只,6 h拔管率13%,麻醉相关死亡率50%;2014年11月—2015年3月,共8只羊完成左心室辅助装置植入实验,麻醉相关死亡3只,通过改进麻醉方案,麻醉相关死亡率降低至38%,术后6 h拔管率43%,长期带泵存活3只;2017年10月—2018年1月,共12只羊完成左心室辅助装置植入实验,继续优化麻醉策略,无麻醉相关死亡,术后6 h拔管率83%,8只羊术后顺利恢复无并发症,6只存活达到了研究设定的90 d。结论:通过改进麻醉方案,优化麻醉策略,全身麻醉插管,静吸复合麻醉可以提高大动物实验成功率。

基于CFD的磁液悬浮式血泵优化设计

磁液悬浮式血泵属于第三代心室辅助装置,该文基于非定常三维N-S方程和k-ε湍流模型,应用计算流体力学(CFD)方法数值模拟血泵的流场,并根据流场分析结果对血泵进行优化设计,血泵样机试验证明措施有效,各项指标均达到要求,CFD仿真分析对于血泵的研制具有重要的指导意义。

一种磁液悬浮心室辅助装置主动停工在体实验动物研究

目的磁液悬浮心室辅助装置(以下简称为血泵)主动停工在体实验动物研究,旨在观察停泵后血液的反流情况和血泵的血液相容性、生物相容性,以及实验动物生理状态,为后期实验以及临床应用积累可靠数据。方法选用健康绵羊1只,左侧开胸建立左心辅助模型。正常运行6周后主动停泵,停服抗凝药物华法林。观察实验动物生理状态,记录血泵停工羊术前及1-12周血液、生化、凝血检查结果并进行研究。血泵停工后16周进行超声检查。结果左心辅助模型建立成功,血泵运行期间工况良好,实验羊在血泵停工前后6周精神状态良好、活动自如、进食良好、尿便正常。血泵停工后16周的超声显示人工血管未堵塞,有反向血流。结论此血泵停工,对血液相容性、对实验羊生理状态和脏器功能未见明显影响,人工血管通畅且未见血栓,对左心功能无明显影响。为后期临床应用过程中出现意外停泵的处理提供一定参考依据。此血泵血液相容性好。后续将进行左心辅助低剂量抗凝治疗及多组停工实验进行不断完善。

磁液悬浮离心血泵体外溶血的实验及耐久性实验

通过建立模拟循环管路系统来研究磁液悬浮离心血泵的溶血性能及机械稳定性。建立体外模拟循环管路系统,体外溶血实验中以新鲜羊血为循环介质,调节前负荷和后负荷分别为15、100 mmHg,血泵转速设定为2 900 rpm,测定血浆游离血红蛋白含量(FHb)和红细胞压积(Hct),计算血泵标准溶血指数(NIH);耐久性试验其他各项设定同体外溶血实验,循环介质改为甘油水溶液。在体外溶血实验中,测得磁液悬浮离心血泵NIH值为(0.0038±0.0008)g/100L;耐久性实验中血泵连续正常运转90 d,期间无卡壳、停泵等现象,电压、电流、转速稳定。该血泵溶血性能处于较高水平,机械性能稳定可靠,满足进一步进行动物实验的要求。

磁液双悬浮轴承-单盘转子系统动力学行为研究

随着轴承系统高转速、高效率的发展需求,磁液双悬浮轴承转子与静子的装配间隙不断减小,导致碰摩事故经常发生。综合考虑转子偏心比、转速比、磁液双悬浮轴承与静子碰摩等多种耦合故障,建立磁液双悬浮轴承转子系统“间隙-碰摩”动力学方程,数值模拟转子运行规律。研究结果表明:随着偏心比的增加,转子由周期1运行演化出周期2、周期3、拟周期、混沌等多种运行规律;当偏心比ρ∈(0.28~0.4)及转速比w∈(1.2~1.7)时,转子位移波动剧烈,在此区域内转子极易发生分岔甚至混沌,且在碰摩区间内,转速比在1.5、1.67附近时,转子轴承处与转盘处碰撞力分别出现最大值。

磁液悬浮式离心血泵的性能仿真分析与实验研究

本文提出一种新型的磁液悬浮式离心血泵,对该产品的基本结构和工作原理进行了介绍。通过流场仿真软件Ansys CFX对血泵内部流场进行仿真分析,借助实验方法对仿真结论进行验证,为磁液悬浮式离心血泵的设计及改进提出了理论依据。现阶段,该产品的研制已取得很大进展。

磁液悬浮式人工辅助心脏系统的研究

人工辅助心脏是除心脏移植外唯一有效的终末期心脏衰竭治疗方法,是高端医疗器械生产领域的代表。本文介绍一种基于磁液双悬浮技术的第三代人工辅助心脏系统构成并对各分系统工作原理进行说明,最后利用本文研究的人工辅助心脏系统完成了体外溶血实验以及动物实验并取得了较好的效果。

磁液悬浮式离心血泵实验研究

磁液悬浮式离心血泵是第三代人工辅助心脏系统的核心部件,血泵的好坏直接影响到整个系统的工作性能。本文针对一种新型磁液悬浮式离心血泵开展血泵性能测试的实验研究,通过设计实验系统测试获得血泵各项性能参数,并对此种新型血泵的综合性能进行评价,为新型磁液悬浮式离心血泵的研制工作提供实验依据。

磁液双悬浮轴承单自由度支承系统稳定性分析（英文）

磁液双悬浮轴承采用液体静压与电磁悬浮的双重支承形式,在大幅度提高承载能力及刚度的同时,也使得其稳定性的影响因素较多,易诱发其支承系统运行不稳定。然而稳定性又是磁液双悬浮轴承结构设计及性能分析的前提及基础,因此本文拟对磁液双悬浮轴承单自由度支承系统进行稳定性分析及校正。首先,本文介绍了磁液双悬浮轴承的结构特点、支承调节机理。接着,基于力学平衡方程、电磁方程及流量方程,推导了轴承单自由度支承系统的传递函数,并对其支承稳定性进行了分析。研究表明:轴承单自由度支承系统存在右端极点是系统本质不稳定的主要原因。最后,采用根轨迹法与频率法对单自由度支承系统进行了稳定性校正,并利用Matlab软件对校正后的单自由度支承系统进行了检验。结果表明:校正后的支承系统稳定性得到了大幅度提升及具有良好动态品质。本文所做研究能够为磁液双悬浮轴承系统的结构设计及性能分析提供理论参考。

一种轴流血泵的磁液双悬浮支承系统

目的:为解决第三代血泵中磁力和液力悬浮系统体积偏大、发热多、水力性能差、血损严重等问题,提出一种磁液双悬浮支承系统。方法:磁液双悬浮支承系统轴向靠磁力、径向靠径向液力共同实现转子的稳定悬浮;分别利用ANSYS电磁模块和楔形动压承载原理对轴向磁力、径向液力进行分析,利用Fluent对磁液双悬轴流血泵的水力性能进行仿真分析。结果:对悬浮系统轴向、径向承载力的分析以及悬浮实验结果表明该系统可以实现稳定的悬浮;Fluent仿真及水力实验表明当血泵转子转速为9 500 r/min以上时,能满足人体需要。结论:磁液双悬浮支承系统具有较好的悬浮性、水力性能,可作为第三代血泵进一步改进的选择方向。

磁液双悬浮轴承单自由度支承系统解耦控制研究

磁液双悬浮轴承是以电磁悬浮为主,静压为辅的一种新型支承轴承,能够大幅度提高承载能力及刚度,适于中速重载的场合。由于液体静压系统特性为小间隙、强阻尼、正刚度、斥力型,而电磁悬浮系统特性为大气隙、弱阻尼、负刚度、吸力型,且两系统共同支承时相互耦合,互为干扰,大幅降低了支承系统的运行稳定性,因此本文拟研究磁液双悬浮轴承单自由度磁液两支承系统之间的耦合特性,揭示其耦合力的产生机理并设计解耦控制器。首先,本文介绍了磁液双悬浮轴承的结构特点、单自由度支承系统的受力形式以及控制调节机理。然后,建立了磁液双悬浮轴承单自由度支承系统的数学传递函数,揭示磁液两支承系统之间的耦合特征及影响规律。最后,设计了类前馈解耦控制器及对角阵解耦控制器,并通过SimuOnd模块对比分析了两种解耦控制器的解耦效果。研究表明:两种解耦控制器均能够有效减小单自由度磁液两支承系统间的耦合程度,但类前馈解耦控制器比对角阵解耦控制器具有更好的稳定性、准确性,更适用于磁液双悬浮轴承单自由度磁液两支承系统的解耦控制。本论文能够为磁液双悬浮系统的稳定控制提供理论参考。

磁液双悬浮轴承单自由度支承系统一阶参数灵敏度分析

磁液双悬浮轴承是将液体静压和电磁悬浮两种支承相结合而形成的一种新的轴承,能够大幅提升承载能力及刚度。由于耦合了液体静压和电磁悬浮两个非线性支承系统,磁液双悬浮轴承系统在运行过程中受到多参数的影响,使得其运行规律不明确。对系统中参数进行灵敏度分析,寻找主要影响参数。推导轴承系统的状态空间描述和其一阶灵敏度方程,通过MATLAB仿真求解6个特征参数(油液黏度系数、轴承质量、液膜厚度、封油边宽度、流量和电流)对轴承系统振动的影响。结果表明:当各参数变化相同的数值时,轴承转子位移对轴承系统中流量、电流以及液膜厚度的灵敏度函数λ_(1)^(5)、λ_(1)^(6)、λ_(1)^(3)远远高于其他灵敏度函数所表现出的对系统的影响强度;静压力主要参数流量a_(5)和液膜厚度参数a_(3)及电磁力主要参数电流a_(6)的2种灵敏度指标明显大于其他参数;流量a_(5)、电流a_(6)分别为系统的第一、第二影响参数。研究结果为磁液双悬浮轴承的参数设计及稳定运行提供参考。

全悬浮微型心尖轴流泵左心辅助装置

目的:改进先前研制的微型心尖轴流泵,去除轴流叶轮的机械轴支持系统,实现叶轮在无机械轴承支持条件下的完全悬浮。方法:全悬浮微型心尖轴流泵由泵筒、轴流叶轮、尾导叶等组成,轴流叶轮设置在泵筒内,无机械转轴及支持轴承,利用定子磁力和流体动压实现叶轮的全悬浮。尾导叶为无轮毂中空结构,由轴流泵泵筒内壁向中心伸出,使中心区域形成血流通道。结果:全悬浮微型心尖轴流泵样机直径19 mm、长50 mm,在输出压力100 mmHg(1 mmHg=133.322 Pa)条件下,泵转速约16 000 r/min时流量可达5 L/min,在轴流叶轮转速超过6 000 r/min时可实现稳定的全悬浮,溶血指数为0.12 g/100 L。结论:该磁液悬浮轴流泵的流体力学特性和血液相容性初步达到左心辅助的要求,可进行动物体内植入实验,观察其长期心脏辅助效果及血液相容性。

磁液双悬浮离心血泵左心辅助的动物实验

目的：检测左心辅助羊应用磁液双悬浮离心血泵和控制器的各项性能。方法在全麻、非体外循环、心脏跳动下，将血泵流出端人工血管吻合于降主动脉，左心尖植入血泵流入端，建立左心辅助实验模型，记录术前术后血液、生化和血泵的各项指标。共完成11只左心辅助羊的动物实验。结果11只左心辅助羊，心室颤动死亡3例，急性肺水肿死亡1例；左室血栓及左室碎肉至血泵停止工作5例；1例血泵左心辅助59 h，因血泵电流逐渐增高人为停泵，羊存活75 d，死于感染；1例术后应用华法林抗凝，血泵正常工作，辅助流量3.0～3.4 L/min，血液、生化及尿液各项指标基本正常，游离血红蛋白3.3～44.3 mg/L，可携带控制器和锂电池自由行走。因血泵流入管道向左室前壁移位损伤室壁，致心肌组织入泵，血泵停止转动，辅助羊健康存活120 d。分解血泵未见血栓。结论磁液双悬浮血泵和控制器性能良好，辅助满意，各项生理指标基本正常，初步达到了临床前应用水平。

流道型轴流血泵支承结构设计与分析

目的:为了改善电磁轴承结构复杂、体积偏大,液力轴承承载力小、不能在较大负载下工作的弊端,提出一种流道型磁液悬浮轴流血泵,提高血泵承载能力。方法:流道型轴流血泵轴向采用永磁力进行支承,径向采用转子叶轮的流道结构产生的液力悬浮;利用Ansys对轴向瞬态磁场进行仿真,对磁力变化进行研究,利用Fluent对不同开槽方向、角度、深度的径向液力进行仿真,对液力变化进行研究。结果:根据轴向磁力随位移的变化,得出磁力最大为2.9 N,楔形开槽结构倾斜角为28°,开槽数为5,槽深0.36 mm,叶顶间隙为0.40 mm,性能达到最优,能满足人体使用。结论:流道型轴流血泵相对于普通磁液悬浮血泵有更高的承载力,较好的悬浮性能,为轴流血泵的优化研究提供了新的思路。

月面重力环境效应的地面模拟方法

月球探测和月球基地建设涉及各种月面操作活动,相关技术的地面验证需要建立等效月面环境。针对月面重力环境效应的地面模拟问题,首先介绍了空间微重力环境效应地面模拟方法的原理及优缺点,分析了其用于模拟月面重力环境效应的可能性;然后归纳分析了星体表面操作地面试验现状及面临的问题;在此基础上,介绍了一种液磁混合悬浮模拟方法,阐释了该方法的原理及特点,分析了将其用于月面重力环境效应模拟的可行性及优势,并指出液磁混合悬浮方法在月面操作地面试验中的可能应用,为月面重力环境下的操作活动地面等效试验方法和试验平台设计提供参考和借鉴。

视觉与听觉的响宴——名氏风天弓A6音响

要说这两年音响市场最大的变化，莫过于两个方面：一是家庭影院的兴起，二是音响器材在外形设计上对时尚的追求。

Rapid solidification of Cu_(60)Co_(30)Cr_(10) alloy under different conditions

Metastable liquid phase separation and rapid solidification in a metastable miscibility gap were investigated on the Cu60Co30Cr10 alloy by using the electromagnetic levitation and splat-quenching.It is found that the alloy generally has a microstructure consisting of a（Co,Cr）-rich phase embedded in a Cu-rich matrix,and the morphology and size of the（Co,Cr）-rich phase vary drastically with cooling rate.During the electromagnetic levitation solidification processing the cooling rate is lower,resulting in an obvious coalescence tendency of the（Co,Cr）-rich spheroids.The（Co,Cr）-rich phase shows dendrites and coarse spheroids at lower cooling rates.In the splat quenched samples the（Co,Cr）-rich phase spheres were refined significantly and no dendrites were observed.This is probably due to the higher cooling rate,undercooling and interface tension.