换一批面向ECCO2R系统应用的膜式氧合器综合性能评价
Comprehensive performance evaluation of membrane oxygenators for extracorporeal carbon dioxide removal system
摘要目的:对目前常见的膜式氧合器(以下简称"氧合器")性能进行仿真分析,从而选出适用体外二氧化碳去除(extracorporeal carbon dioxide removal,ECCO2R)系统的最佳氧合器.方法:首先,构建圆柱形、方形和盘形3种结构共9个氧合器模型.其次,将氧合器的纤维束定义为多孔介质,设置入口速度为0.3 m/s、出口压力为1 066.56 Pa,采用Realizable k-ε 湍流模型进行计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真,得到各种氧合器的血液流场情况.最后,选取平均速度、出口速度、最大湍流动能、入出口压力差、壁面剪切应力、纤维束面积和厚度7项指标,采用逼近理想解排序(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)法对9个氧合器的综合性能进行评价.结果:圆柱形氧合器的平均速度、入出口压力差和壁面剪切应力最大,血栓风险最高;方形氧合器居中;盘形氧合器的湍流动能、入出口压力差和壁面剪切应力最小,纤维束面积最大.TOPSIS法评价显示,模型7(盘形氧合器,两侧中部设计独立的进口和出口)综合评分最高,模型1(圆柱形氧合器,底中央设有管状入口,圆柱侧下方设有管状出口)综合评分最低.结论:盘形氧合器最适用ECCO2R系统.该研究可为氧合器的优化设计与临床选型提供定量依据.
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关键词
膜式氧合器ECCO2R系统体外膜肺氧合体外循环设备计算流体动力学membrane oxygenatorextracorporeal carbon dioxide removal systemextracorporeal membrane oxygenationcardiopulmonary bypass devicecomputational fluid dynamics
栏目名称
DOI
10.19745/j.1003-8868.2026055
发布时间
2026-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
山东省重点研发计划项目（2023CXGC010508）
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