31021

طراحي و مدل سازي بالن كمك قلبي با اعمال فشار متناوب

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي

1400

1402/12/21

مهدي نويد بخش

ندارم

مكانيك

نارسايي قلبي به معناي ناتواني قلب در پمپ كردن خون به اندازه كافي براي نيازهاي بدن است. اين مشكل ممكن است به دليل ضعف عضله قلب، بيماري تنگي يا مشكلاتي در ايجاد قلب ايجاد شود. از نظر مكانيكي، قلب به عنوان يك پمپ به درستي عمل نمي‌كند و قادر به پمپ كردن خون به مقدار كافي و به نحوي كه بدن نياز ندارد، باشد. به دلايل درمان‌هاي درماني بلند مدت، بيماران طي چند سال بعد از تشخيص فوت مي‌شوند.استفاده از بالن كمك‌قلبي خارج بطني يكي از روش‌هاي مؤثر در جبران ضعف عملكرد بطن‌ها مي‌باشد. بنابراين، دهه‌هاست كه كار بر روي دستگاه‌هاي كمك قلبي به عنوان يك راه حل جايگزين براي بيماران نارسايي قلبي در مرحله نهايي متمركز شده است. در اين پژوهش، به بررسي طراحي و مدل‌سازي نوع خاصي از دستگاه‌هاي كمك قلبي مي‌پردازيم و عملكرد آن را به صورت آناليز عددي بررسي مي‌نماييمعملكرد دستگاه به صورت اعمال فشار به وسيله بالن در جداره بطن‌ها و بطن چپ مي‌باشد كه باعث تحريك برون‌ده قلبي در بيماران مبتلا به نارسايي قلبي مي‌شود. در اين مطالعه، مدل‌سازي بطن‌ها در حالت دو بعد بدون در نظر گرفتن عروق انشعابي مي‌باشد و تلاش براي ايجاد عملكرد طبيعي قلب انجام مي‌گيرد. اهداف اصلي اندازه‌گيري فشار، سرعت و دبي سيال در بطن‌ها به عنوان پارامترهاي قابل اندازه‌گيري و اعمال فشار قابل قبول بر دريچه ميترال و سه‌لتي مي‌باشد. در بخش طراحي و مدل‌سازي از نرم‌افزار طراحي مهندسي ساليدووركس و در بخش شبيه‌سازي از نرم‌افزار كامسول با قابليت حل فيزيك چندگانه استفاده شده استافزايش سرعت خون خروجي از بطن چپ هدف اصلي در استفاده از بالن كمك‌بطني مي‌باشد كه با توجه به نتايج به دست آمده افزايش ميانگين سرعت خون خروجي از بطن‌ها در زمان استفاده از بالن در اطراف بطن چپ با افزايش 20 درصدي در ابتداي سيكل و افزايش 30 درصدي در انتهاي سيكل سيتول بطني بيشتر از حالت قرارگيري بالن در اطراف هر دو بطن است، لذا مدلسازي بالن در اطراف بطن چپ قابل قبول تر از مدلسازي بالن در اطراف دو بطن به نظر مي‌رسد.

1403/03/21

Design and modeling of cardiac assistance balloon with alternating pressure

3/11/2025 12:00:00 AM

Heart failure means the inability of the heart to pump enough blood for the body's needs. This problem may be caused due to weakness of the heart muscle, stenosis disease or problems in the formation of the heart. Mechanically, the heart does not function properly as a pump and is not able to pump enough blood in a way that the body does not need. Due to long-term medical treatments, patients die within a few years after diagnosis.The use of extraventricular cardiac assistive balloons is one of the effective methods in compensating the weak function of the ventricles. Therefore, for decades, work has focused on cardiac assist devices as an alternative solution for end-stage heart failure patients. In this research, we investigate the design and modeling of a special type of cardiac assist devices and we examine its performance in the form of numerical analysis.The function of the device is to exert pressure on the walls of the ventricles and the left ventricle by means of a balloon, which stimulates the cardiac output in patients with heart failure. In this study, the modeling of the ventricles is in two dimensions without considering the branching vessels and an attempt is made to create the normal function of the heart. The main objectives are to measure the pressure, velocity and fluid flow in the ventricles as measurable parameters and apply acceptable pressure on the mitral and tricuspid valves. In the design and modeling section, SOLIDWORKS engineering design software is used, and in the simulation section, COMSOL software with the ability to solve multiple physics is used.Increasing the speed of blood output from the left ventricle is the main goal in using ventricular assist balloons, which according to the results obtained increases the average speed of blood output from the ventricles when using balloons around the left ventricle with an increase of 20% at the beginning of the cycle and an increase of 30% At the end of the ventricular cycle, the ventricular cytole is more than when the balloon is placed around both ventricles, so modeling the balloon around the left ventricle seems more acceptable than modeling the balloon around the two ventricles.

دستگاه كمك قلبي بطن , شبيهسازي دو بعدي جريان خون , افزايش برونده قلب

Ventricular cardiopulmonary assist device , Two-dimensional simulation of blood flow , Increased cardiac output

fateme rasouli

Dr. Mehdi Navidbakhsh