离心左心室辅助器件与风瓶相结合的过渡性性能分析模型:大模拟研究连续和脉冲性流动操作
Antonio Gil1, Roberto Navarro1, Pedro Quintero1,2
1Clean Mobility & Thermofluids, Universitat Politècnica de València, Camino de Vera, s/n, València 46022, Spain.
Journal of biomechanical engineering
|April 29, 2024
概括
计算流体动力学 (CFD) 模拟分析了两个离心左心室辅助装置 (LVAD). 大型埃迪模拟显示,HeartWare VAD在脉动流下显示出比HeartMate3.3更大的性能变化.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 流体动力学 流体动力学
- 医疗设备分析 医疗设备分析
背景情况:
- 计算流体动力学 (CFD) 对于分析接触血液的医疗器械至关重要.
- 左心室辅助器件 (LVAD) 需要详细的模拟来优化设计.
- 了解短暂的行为是LVAD性能评估的关键.
研究的目的:
- 为了分析两个离心LVAD的短暂行为:HeartWare VAD和HeartMate3.
- 为了比较这些设备的连续和脉冲流运行模式.
- 评估准稳定地图与短暂的CFD模拟的准确性和实用性.
主要方法:
- 采用大模拟 (LES) 来进行尺度解析分析和流结构的可视化.
- 结合3D LVAD模型与0D 2元Windkessel模型进行动脉系统表示.
- 模拟了连续和脉动的流量,强加了HeartMate3的人工脉冲.
主要成果:
- 在脉冲流条件下,与HeartMate3相比,HeartWare VAD在性能变量中表现出更大的变化.
- 对脉动流量的CFD结果与近乎稳定的地图进行了比较.
- 准稳定方法提供了脉动性流动演变的初步近似.
结论:
- 暂时的CFD模拟,特别是LES,为LVAD行为提供了详细的见解.
- 准稳定方法作为一个计算效率高的初步工具,用于脉动速度规律的开发.
- 在LVAD设计的差异导致在脉冲式操作下不同的反应.
