Медицинская Техника / №2, 2017 / с. 1-5

Математическое моделирование процесса гемолиза в пульсирующих насосах крови

Л.В. Беляев, А.Б. Иванченко, А.В. Жданов, В.В. Морозов

Аннотация

Представлены результаты расчета нормализованного индекса гемолиза с использованием трех различных подходов на основе математического моделирования работы системы вспомогательного кровообращения пульсирующего типа с объемом выброса 30 см3. Показана возможность применения рассмотренных подходов по оценке уровня гемолиза на различных стадиях проектирования систем вспомогательного кровообращения пульсирующего типа.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Леонид Викторович Беляев, канд. техн. наук, доцент,
Александр Борисович Иванченко, канд. техн. наук, доцент,
Алексей Валерьевич Жданов, канд. техн. наук, доцент,
Валентин Васильевич Морозов, д-р техн. наук, профессор, Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, г. Владимир,
e-mail: blv_vlsu@mail.ru

Список литературы

1. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Статистический отчет. – М., 2012.
2. Chua L.P., Akamatsu T. Measurements of gap pressure and wall shear stress of a blood pump model // Med. Eng. Phys. 2000. Vol. 22 (3). PP. 175-188.
3. Chua L.P., Song G., Yu S.C.M., Lim T.M. Computational fluid dynamics of gap flow in a biocentrifugal blood pump // Artif. Organs. 2005. Vol. 29 (8). PP. 620-628.
4. Behr M., Arora D., Coronado O., Pasquali M. Models and finite element techniques for blood flow simulation // Int. J. Comput. Fluid D. 2006. Vol. 20. PP. 175-181.
5. Behbahani M., Behr M., Hormes M., Steinseifer U., Arora D., Coronado O., Pasquali M. A review of computational fluid dynamics analysis of blood pumps // E.J.A.M. 2009. Vol. 20 (04). P. 363
6. Chan W.K., Wong Y.W., Ding Y., Chua L.P., Yu S.C.M. Numerical investigation of the effect of blade geometry on blood trauma in a centrifugal blood pump // Artif. Organs. 2002. Vol. 26 (9). PP. 785-793.
7. Song X., Throckmorton A.L., Wood H.G., Antaki J.F., Olsen D.B. Computational fluid dynamics prediction of blood damage in a centrifugal pump // Artif. Organs. 2003. Vol. 27 (10). PP. 938-941.
8. Apel J., Paul R., Klaus S., Siess T., Reul H. Assessment of hemolysis related quantities in a microaxial blood pump by computational fluid dynamics // Artif. Organs. 2001. Vol. 25 (5). PP. 341-347.
9. Day S.W., Song X., Throckmorton A., Kirk J.B., Olsen D.B. Comparison of blood damage predictions from empirical measurements and computations to in vitro and in vivo observations in a centrifugal blood pump reported in the literature numerical modeling computational fluid dynamics / A.S.A.I.O. Annual Conference, 2006.
10. Mitoh A., Yano T., Sekine K., Mitamura Y., Okamoto E., Kim D.W., Yozu R., Kawada S. Computational fluid dynamics analysis of an intra-cardiac axial flow pump // Artif. Оrgans. 2003. Vol. 27 (1). PP. 34-40.
11. Chua L.P., Song G., Lim T.M., Zhou T. Numerical analysis of the inner flow field of a biocentrifugal blood pump // Artif. Organs. 2006. Vol. 30 (6). PP. 467-477.
12. Chua L.P., Su B., Lim T.M., Zhou T. Numerical simulation of an axial blood pump // Artif. Organs. 2007. Vol. 31 (7). PP. 560-570.
13. Farinas M.I., Garon A., Lacasse D., N’dri D. Asymptotically consistent numerical approximation of hemolysis // J. Biomech. Eng. 2006. Vol. 128 (5). PP. 688-696.
14. Zhang J., Gellman B., Koert A., Dasse K., Gilbert R.J., Griffith B.P., Wu Z.J. Computational and experimental evaluation of the fluid dynamics and hemocompatibility of the CentriMag blood pump // Artif. Organs. 2006. Vol. 30 (3). PP. 168-177.
15. Garon A., Farinas M.-I. Fast Three-dimensional numerical hemolysis approximation // Artif. Organs. 2004. Vol. 28 (11). PP. 1016-1025.
16. Froment G.F., Bischoff K.B., Wilde J.D. Chemical reactor analysis and design. Vol. 3. – New York: Wiley , 2010.
17. Pauli L., Nam J., Pasquali M., Behr M. Transient stress-based and strain-based hemolysis estimation in a simplified blood pump // Int. J. Num. Meth. Biomed. Eng. 2013. Vol. 29. PP. 1148-1160.
18. Arora D., Behr M., Pasquali M. Hemolysis estimation in a centrifugal blood pump using a tensor-based measure // Int. J. Artif. Organs. 2006. Vol. 30 (7). PP. 539-537.
19. Giersiepen M., Wurzinger L.J., Opitz R., Reul H. Estimation of shear stress-related blood damage in heart valve prostheses – in vitro comparison of 25 aortic valves // Int. J. Artif. Organs. 1990. 13 (5). PP. 300-306.
20. Heuser G.A. Couette viscometer for short time shearing of blood // Biorheology. 1980. Vol. 17. PP. 17-24.
21. Bludszuweit C. Model for a general mechanical blood damage prediction // Artif. Organs. 1995. Vol. 19 (7). PP. 583-589.
22. Belyaev L.V., Ivanchenko A.B., Zhdanov A.V., Morozov V.V. Mathematical modeling of the operation of pediatric systems of auxiliary blood circulation of pulsatile type with different types of inlet valves // Biomedical Engineering. 2016. Vol. 50 (4). PP. 224-228.
23. Myagmar O. Evaluation of CFD based hemolysis prediction methods / 2011. Thesis. Rochester Institute of Technology. Accessed from: http://scholarworks.rit.edu/cgi/ viewcontent.cgi?article=6826&context=theses.
24. Gu L., Smith W.A. Evaluation of computational models for hemolysis estimation // A.S.A.I.O. Journal. 2005. Vol. 51 (3). P. 202.
25. Bumrungpetch J. Mechanism design of ventricular assist device (2016). Thesis. Queensland University of Technology / Accessed from: http://eprints.qut.edu.au/94239/1/Jeerasit_Bumrungpetch _Thesis.pdf.
26. Nose Y. Design and Development Strategy for the Rotary Blood Pump // Artif. Organs. 1998. Vol. 22 (6). PP. 438-446.