基于人工肌肉的直接心脏辅助装置研究-论文-万方医学网

基于人工肌肉的直接心脏辅助装置研究

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摘要扩张型心肌病，是一种严重的心脏疾病，是导致心脏衰竭的主要原因之一。它的主要特征是患者的左心室或者右心室明显变大，心脏收缩无力。论文的主要目的是研究出一种基于人工肌肉的心脏辅助装置，帮助心脏进行收缩，从而达到治疗扩张型心肌病的目的。<br>　　本文所选用的人工肌肉为日本Toki公司的BioMetal Helix系列(BMX)，是一种NiTi形状记忆合金绕成的螺旋弹簧。本文着重分析其在实际应用过程中表现出来的力学特性。设计实验对其参数进行测量，运用测力计以及推拉力计测试机台等装置分别进行了稳定状态下的测量实验与动态测量实验。最终结果表明，当BMX的通电电流一定时，BMX产生的拉力与长度变化比之间的关系曲线可等效为一条直线，而直线斜率即为等效弹性系数。等效弹性系数随着初始电流的增加而增加，但是增加的过程分为三个区域，呈折线形式。之后，我们将BMX应用到自主设计的心脏辅助装置与体感指环中，并对它们进行测试，均得到理想结果。<br>　　文中运用实验中所用到的稳态测量方法与动态测量方法，探讨了BMX在实际应用过程中所产生的力学特性，并尽可能运用简单的弹簧模型来对其进行描述。最终根据测量时BMX表现出来的力学特性以及其本身的结构特点，设计出较有效的心脏辅助装置以及体感指环。本文为后人使用BMX提供了一定的参考，让大家对BMX的特性有直观的了解。