14741

14741

تحليل عملكرد دستگاه كمك كننده بطني جهت كمك رساني به نارسايي قلبي

دكتري

تبديل انرژي

پاييز1394

پاييز1394

دكتر منصور عليزاده

پروفسور هرمز مه منش

مكانيك

چكيده نارساييحاد قلب مشكل عمدهجامعه پيشرفته امروز است، كه نرخ مرگ و مير بالايي دارد. درمان نهايي آن، پيوند قلب است، كه به دليل كمبود اهدا كننده قلب محدود مي¬گردد.يكي از روش-هاي درماني بيماران قلبي، استفاده از دستگاه¬هاي كمكي قلب است. اين دستگاه¬ها به قلب در انجام وظايف خود كمك كرده و گاه پس از مدتي، قلب عملكرد صحيح خود را باز مي¬يابد. اين روش در كنار پيوند قلب و استفاده از قلب مصنوعي مي¬تواند منجر به حفظ جان بيمار شود. آويسنا نمونه¬اي از دستگاه¬هاي كمكي قلب، طرح ثبت شده جديدي در سال 2010 توسط پرفسور مه¬منش است كه در اين رساله به طراحي و تحليل عملكرد آن پرداخته مي¬شود. در پروژه حاضر هدف اصلي طراحي دستگاه كمك كننده بطني با الگوي جريان بهينه و با كمترِين آسيب به ياخته¬هاي خوني و جراحي آسان و غير تهاجمي است كه در اين وسيله به واسطه تحريك يك بالون، كمكبه جريان يافتنخونو افزايش انرژي آن در بدن مي‌شود. اساس مكانيزم و كار اين وسيله به گونه‌اي است كه دستگاه آويسنا با استفاده از يك كاتتر از طريق شريان فمورال يا ساير شريان¬ها در محل خود دربالاي دريچه آئورت نصب شده و بالون بسرعت بطور آسينكرون با سيكل دياستول و سيستول قلب، توسط يك ميكرو پمپ باد شده و تخليه مي¬شود. بنابراين با جابجا شدن غشاء الاستيك، خون به بيرون از محفظه رانده شده ويا به داخل آن كشيده مي‌شود. روند كار به اين صورت است كه با در نظر گرفتن پارامترهاي واقعي و گاه ساده¬سازي برخي شرايط، جريان خون داخل بالون شبيه¬سازي و بررسي مي¬شود. هدف از اين كار، شناخت نحوه عملكرد بالون و تاثير آن بر جريان خون بيمار پيش از ساخت نمونه واقعي است. در طراحي بالون، پارامترهاي هندسي، نحوه عملكرد بالون، تعامل خون و بالون، زمان¬بندي عملكرد بالون، و پارامترهاي مختلف جريان مد نظر است.با حل مساله، عوامل مختلف بر عملكرد بالونبراي توابع زماني مختلف بررسي گشت. با مقايسه نتايج بدست آمده مشخص گرديد كه فشار دياستولي در دو حالت خالي شدن و پر شدن بر روي دريچه آئورتي، نسبت به فشار بيمار تا مقدار تقريبي 12540 پاسكال افزايش پيدا مي¬كند اما از بيشينه فشار مجاز براي يك قلب سالم كه در حدود 14000 پاسكال مي باشد، فراتر نمي رود.همچنين نيروي وارد بر دريچه نيز در اين حالت در حدود 6.65 نيوتن مي باشد كه از مقدار بيشينه مجاز آن (7 نيوتن) فراتر نمي رود. بيشترين مقدار انرژي داده شده به سيستم توسط دستگاه آويسنا در يك سيكل قلبي به ميزان 0,504 وات مي باشد.از سوي ديگر استفاده از دستگاه سبب افزايش تنش برشي وارد شده به خون تا مقدار 334 پاسكال نسبت به حالت عادي گرديد و با توجه به اينكه اين افزايش، احتمال صدمه زدن¬ به سلول¬هاي خون را زياد مي كند و موجب هموليز شدن خون مي¬شود، استفاده از داروهاي ضد انعقاد در زمان استفاده از دستگاه توصيه مي گردد. واژه هاي كليدي : نارسايي حاد قلب-آويسنا- دستگاه كمك كننده بطني - تعامل خون و بالون-ميكروپمپ-انرژي