Архив номеров
Медицинская Техника / №4, 2017 / с. 1-4

Минимизация гемолиза и повышение гидродинамической эффективности насоса крови путем оптимизации формы проточной части

                                

А.М. Гуськов, В.О. Ломакин, Е.П. Банин, М.С. Кулешова


Аннотация

Настоящее исследование посвящено разработке методики расчета и оптимизации проточной части насоса вспомогательного кровообращения. Объект исследования – проточная часть осевого насоса: спрямитель потока, рабочее колесо, диффузор. Рабочая жидкость имеет постоянные плотность и вязкость, близкие к физиологическим параметрам крови здорового человека. Жидкость считается несжимаемой. Поток считается стационарным. Эритроциты в потоке моделируются сферическими частицами, не взаимодействующими друг с другом. Траектории частиц считаются траекториями движения эритроцитов. В каждой точке траектории частицы рассчитывают эквивалентное сдвиговое напряжение. Параметр поврежденности вычисляют в зависимости от текущего уровня эквивалентных сдвиговых напряжений и времени их воздействия. В качестве критерия оптимизации используют критерий максимума коэффициента полезного действия и критерий минимума гемолиза. Проведена оптимизация по двум критериям, и установлены локальные параметры оптимума для предложенной начальной геометрии.


Сведения об авторах

Александр Михайлович Гуськов, д-р техн. наук, профессор, кафедра «Прикладная механика»,
Владимир Олегович Ломакин, канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана,
Евгений Петрович Банин, аспирант, МГТУ им. Н.Э. Баумана, инженер-исследователь, НИЦ «Курчатовский институт»,
Мария Сергеевна Кулешова, ассистент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва,
e-mail: gouskov_am@mail.ru

Список литературы

1. Фомин И.В. и др. Распространенность хронической сердечной недостаточности в европейской части Российской Федерации – данные ЭПОХА-ХСН // Сердечная недостаточность. 2006. Т. 7. № 3. С. 112-115.
2. Агеев Ф.Т. и др. Больные с хронической сердечной недостаточностью в российской амбулаторной практике: особенности контингента, диагностики и лечения (по материалам исследования ЭПОХА-О-ХСН) // Сердечная недоста- точность. 2004. Т. 5. № 1. С. 4-7.
3. Терещенко С.Н. и др. Первый Российский регистр больных хронической сердечной недостаточностью и фибрилляцией предсердий (риф-хсн): дизайн исследования // Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2015. Т. 11. № 6.
4. Мареев В.Ю. и др. Национальные рекомендации ОССН, РКО и РНМОТ по диагностике и лечению ХСН (четвертый пересмотр) // Сердечная недостаточность. 2013. Т. 7. № 81. С. 379-472.
5. Готье С.В. и др. Донорство и трансплантация органов в Российской Федерации в 2013 году. VI сообщение регистра Российского трансплантологического общества // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2014. Т. 2. С. 5-23.
6. Kyo S. Ventricular assist devices in advanced-stage heart failure. – Springer Japan, 2014.
7. Selishchev S., Telyshev D. Ventricular assist device Sputnik: Description, technical features and characteristics // Trends in Biomaterials and Artificial Organs. 2015. Vol. 29. № 3.
8. Gouskov A.M., Sorokin F.D., Banin E.P. Simulation of an inlet structure of an implantable axial blood pump // Biomedical Engineering. 2016. Vol. 50. № 1. PP. 15-19.
9. Гуськов А.М. и др. Оценка гемолиза в осевом насосе вспомогательного кровообращения // Медицинская техника. 2016. № 4. С. 12-15.
10. Throckmorton A.L. et al. Computational design and experimental performance testing of an axial-flow pediatric VAD // ASAIO Journal. 2005. Vol. 51. № 5. PP. 629-635.
11. Verteeg H.K., Malalasekera W. An Introduction to CFD. 1995.
12. Su B. et al. Evaluation of the impeller shroud performance of an axial flow VAD using CFD // Artificial organs. 2010. Vol. 34. № 9. РР. 745-759.
13. Peng Y. et al. Numerical simulation and comparative analysis of flow field in axial blood pumps // Computer methods in biomechanics and biomedical engineering. 2014. Vol. 17. № 7. PP. 723-727.
14. Чабурко П.С., Ломакин В.О., Кулешова М.С., Баулин М.Н. Комплексная оптимизация проточной части герметичного насоса методом ЛП-тау поиска // Насосы. Турбины. Системы. 2016. № 1 (18).
15. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. – М.: Дрофа, 2006. 175 с.