نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی پزشکی(بیومکانیک) دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

2 هیات علمی

3 مهندسی پزشکی(بیومکانیک)، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز ،ایران

چکیده

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و زندگی ماشینی، تعداد مبتلایان به بیماری قلبی در حال افزایش است. از طرفی تعداد قلب‌های آماده پیوند در دنیا محدود است. بنابراین استفاده از پمپ‌های قلبی برای کمک به بیمار در طول زمان انتظار و حتی تا آخر عمر، جایگزین مناسبی می‌باشد. پمپ‌های کمکی قلب باید توانایی برآورده کردن نیاز‌های بیولوژیکی مانند فشار و دبی مناسب قلب را داشته باشند و همچنین از نظر آسیب‌های خونی در ناحیه امن قرار بگیرند. از چالش‌های مهم در طراحی پمپ‌های کمک قلبی می‌توان به کوچک کردن ابعاد پمپ، کاهش زمان ماندگاری خون در داخل پمپ و کاهش آسیب‌های خونی مانند خون کافت اشاره کرد. 30% بیمارانی که تحت عمل جراحی برای جاگذاری پمپ کمکی بطن چپ قرار گرفته اند، پس از مدتی بطن راست دچار نارسایی شده و نیاز به پمپ کمکی بطن راست دارند. از جمله محدودیت‌های فیزولوژیکی برای جریان ریوی، تولید فشار mmHg) 15) الی mmHg) 25) و دبیL/min) 5) است، شایان ذکر است که تولید فشار بیش ازmmHg) 25) منجر به ایجاد فشار خون در شریان ریوی و مشکلات متاثر از آن خواهد شد. در این پژوهش یک پمپ قلبی گریز از مرکز با تمرکز بر روی هندسه پره برای بطن راست طراحی شد. با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی این پمپ برای سرعت‌های دورانی rpm)1500) و rpm)2000) و دبی هایL/min) 4) تاL/min) 6) شبیه سازی شد. پمپ طراحی شده دبی 5 (L/min)در سرعت دورانی rpm)1500) و فشار mmHg)23) را تولید می‌کند. میزان شاخص خون‌کافت محاسبه شده از روش لاگرانژی برابر 00413/0 است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and simulation of the right ventricular mini assist centrifugal pump

نویسندگان [English]

  • Reza sahebi kuzeh kanan 1
  • Hanieh Niroomand-Oscuii 2
  • kohyar Yazdanpanah-Ardakani 3

1 Department of Biomedical engineering , Sahand University Of Technology, Tabriz, Iran.

2 Associate Professor, Biomedical Engineering Department, Sahand University of Technology,Tabriz, Iran

3 Department of Biomedical engineering , Sahand University Of Technology, Tabriz, Iran.

چکیده [English]

Nowadays, patients crowd suffering from heart disease is increasing along with the development of technology and mechanized life. On the other hand, donor hearts ready for transplantation is limited in the world. Therefore, exploiting blood pumps is a suitable alternative for helping the patient during the waiting time and even until the end of life. The blood pumps should be able to satisfy the biological needs, including proper output pressure and flow rate, in an acceptable margin of safety in terms of blood injuries. Reduction of pump size, blood exposure time and blood damages such as hemolysis are mentioned as the important challenges in the design of blood pumps. 30% of the patients who are using a left ventricle blood pump, required right ventricle blood pump due to right ventricle failure. Fulfilling the physiological requirement of right ventricle a Rvad must generate pressure in the range of 15-25 mm Hg and flow rate equal to 5 L/min. generation of pressure over 25 mmHg will lead to pulmonary hypertension and its consequent problems. In this research, a centrifugal blood pump was designed for the right ventricle with an emphasis on impeller geometry. This pump was simulated for rotational speeds of 1500 , 2000 rpm and flow rates of 4 - 6 L/min by using the computational fluid dynamics. The designed pump produces a flow rate of 5 L/min at 1500 rpm and a pressure of 23 mmHg. The amount of the hemolysis index calculated by the Lagrangian method is 0.00413.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heart
  • Ventricular Assist Device
  • impeller
  • hemolysis
  • centrifugal pump