Оптимизация имплантируемого осевого насоса для повышения эффективности механической поддержки кровообращения
Аннотация
Цель. Провести оптимизацию имплантируемого осевого насоса для повышения гидравлической эффективности и снижения гемолиза крови. Материалы и методы. С использованием методов вычислительной гидродинамики проведен расчет и оптимизация основных геометрических параметров геометрии рабочего колеса (угол лопаток на входе насоса, длина лопатки и коэффициент угла закрутки). Расчеты проводились для оптимального режима работы насоса при скорости вращения 8000 об/мин. Результаты. В результате проведенных исследований были определены параметры рабочего колеса, которые позволили повысить КПД насоса в среднем на 7,5% (в зависимости от режима работы насоса) и перепад давления в среднем на 8%. Значение сдвигового напряжения в проточной области, полученное в результате расчетов, не превышало 147 Па, что допустимо с точки зрения гемолиза крови.
Об авторах
С. В. Готье
ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России;
Кафедра трансплантологии и искусственных органов ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет)
Россия
Россия
А. П. Кулешов
ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России;
Россия
Россия
А. Е. Ефимов
ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России;
Россия
Россия
И. И. Агапов
ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России;
Россия
Россия
Г. П. Иткин
ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России;
Кафедра живых систем Московского физико-технического института
(государственный университет)
Россия
Россия
Список литературы
1. Versteeg HK, Malalasekera W. An introduction to computational fluid dynamics:the finite volume method. 2nd ed. Harlow, UK: Pearson Education, 2007. 518.
2. Burgreen GW, Loree II HM, Bourque K, Dague C, Poirier VL, Farrar D et al. Computational fluid dynamics analysis of a maglev centrifugal left ventricular assist device. Artif. Organs. 2004; 28: 874–880. doi: 10.1111/j.1525-1594.2004.07384.x.
3. Chua LP, Song G, Yu SCM, Lim TM. Computational fluid dynamic of gap flow in a biocentrifugal blood pump. Artif. Organs. 2005; 29: 620–628. doi: 10.1111/j.1525-1594.2005.29099.x.
4. Chua LP, Song G, Lim TM, Zhou T. Numerical analysis of the inner flow field of a biocentrifugal blood pump. Artif. Organs. 2006; 30: 467–477. doi: 10.1111/j.1525-1594.2006.00243.х.
5. Zhang J, Koert A, Gellman B, Gempp TM, Dasse KA, Gilbert RJ et al. Optimization of a miniature maglev ventricular assist device for pediatric circulatory support. АSAIO J. 2007; 53: 23–31. doi: 10.1097/01.mat.0000247043.18115.f7.
6. Zhu X, Zhang M, Zhang G, Liu H. Numerical investigation on hydrodynamics and biocompatibility of a magnetically suspended axial blood pump. ASAIO J. 2006; 52: 624–629. doi: 10.1097/01.mat.0000242161.50276.1e.
7. Chua LP, Su B, Tau ML, Zhou T. Numerical simulation of an axial blood pump. Artif. Organs. 2007; 31: 560–570. doi: 10.1111/j.1525-1594.2007.00422.x.
8. Throckmorton AL, Lim DS, McCulloch MA, Jiang W, Song X, Allaire PE, Wood HG, Olsen DB. Computational design and experimental performance testing of an axialflow pediatric ventricular assist device. ASAIO J. 2005; 51 (5): 629–635. doi: 10.1097/01.mat.0000177541.53513.a8.
9. Kido K, Hoshi H, Watanabe N, Kataoka H, Ohuchi K, Asama J et al. Computational fluid dynamics analysis of the pediatric tiny centrifugal blood pump (TinyPump). Artif. Organs. 2006; 30: 392–399. doi: 10.1111/j.1525-1594.2007.00422.x.
10. Yu H, Janiga G, Thévenin D. Computational Fluid Dynamics-Based Design Optimization Method for Archimedes Screw Blood Pumps. Artif. Organs. 2016; 40 (4): 341–352. doi: 10.1111/j.1525-1594.2006.00231.x.
11. Thamsen B, Blümel B, Schaller J, Paschereit CO, Affeld K, Goubergrits L, Ulrich Kertzscher U. Numerical Analysis of Blood Damage Potential of the HeartMate II and HeartWare HVAD Rotary Blood Pumps. Artif. Organs. 2015; 39 (8): 651–659. doi: 10.15825/1995-1191-2014-3-76-84.
Рецензия
Для цитирования:
Готье С.В., Кулешов А.П., Ефимов А.Е., Агапов И.И., Иткин Г.П. Оптимизация имплантируемого осевого насоса для повышения эффективности механической поддержки кровообращения. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2017;19(2):61-68. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2017-2-61-68
For citation:
Gautier S.V., Kuleshov A.P., Efimov A.E., Agapov I.I., Itkin G.P. Optimization of Implantable Axial Pump to Increase Efficiency of Mechanical Circulatory Support. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2017;19(2):61-68. (In Russ.) https://doi.org/10.15825/1995-1191-2017-2-61-68
Просмотров: 1009
Послать статью по эл. почте 