【摘要】：血液是一種復雜流體,人體血管內血液的流動是一個復雜的過程,研究血管內血流動力學特性具有重要的現實意義,如可通過研究某段血管血流情況來推斷該血管是否異常。一直以來,對于人體內血流動力學特性的測試一直是一個研究難點,直接在人體中對血管內血流動力學特性參數進行測試,不僅程序流程復雜,且實驗環(huán)境和條件苛刻,難以實現。而通過搭建的體外血液循環(huán)系統(tǒng)對血液流動進行模擬,能有效地對血管內血流動力學特性進行測試。體外血流動力學特性測試系統(tǒng)具有操作性強、可控性高等優(yōu)點,被廣泛地應用于現代生物醫(yī)學研究和臨床醫(yī)學檢查等領域。本文研制了一套體外血流動力學特性測試裝置,包括體外血流循環(huán)系統(tǒng)和動力學特性測試系統(tǒng),測試并分析了模擬血管內的血流動力學特性,其測試結果的規(guī)律與人體真實血流動力學特性一致,驗證了體外血流動力學特性測試裝置的可行性。首先,根據三元件彈性腔模型搭建體外血液循環(huán)系統(tǒng),以蠕動泵為動力裝置,0.9%NaCl溶液為模擬血液,硅膠軟管為模擬血液的輸送系統(tǒng),抽濾瓶為模擬血液儲室,搭建了體外血液流動裝置,為整個系統(tǒng)提供持續(xù)不斷的脈動模擬血流。其次,設計入口壓力特性測試系統(tǒng),以擴散硅式壓力變送器、高速數據采集卡、計算機、穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)硬件基礎;在Visual C++平臺編制數據采集界面,采集和保存數據;對該系統(tǒng)進行誤差分析,表明該系統(tǒng)可靠性較高。再次,研制一套粒子圖像測速系統(tǒng),以CMOS工業(yè)相機、工業(yè)顯微鏡頭、體視光源、計算機為硬件基礎;采用“參照白”光照補償算法改善了圖像質量并精確地標定了像素與長度的關系;提出基于顏色空間轉換的粒子特征提取以及基于SIFT的粒子追蹤測速算法,通過構造尺度空間、定位特征點、生成特征點描述符最后計算粒子圖像對中的斜面距離對粒子進行匹配,計算粒子的平均速度平均速度,表征模擬血流平均速度。設計了基于C++的粒子測速系統(tǒng),將粒子圖像對映射到同一坐標系,測試模擬血流的速度分布。最后,對硬質玻璃材料制備的直型、彎型和Y型透明剛性模擬血管進行血流動力學分析。通過染色線流場顯示法對模擬血管內流場作了一個總體認識;設置蠕動泵轉速在60~120r/min(蠕動泵轉速表征心動周期1~0.5s),分別測試三種模擬血管的入口壓力、平均速度和速度分布,分析血管形狀對血流特性的影響。本文初步實現了體外血流系統(tǒng)的初步仿真,研制了血流動力學特性測試系統(tǒng),測試結果的規(guī)律符合人體血流真實情況,同時驗證了數值模擬結果。
【圖文】：

圖 1.1 血液的組成圖 1.2 部分人體血管網絡液流動的復雜性顯而易見，從血流動力學方面要的現實意義，在人體血管系統(tǒng)中，主要的血、壁面剪切力、壁面壓力等。其中，血流速度

2圖 1.2 部分人體血管網絡液流動的復雜性顯而易見，從血流動力學方面要的現實意義，在人體血管系統(tǒng)中，主要的血、壁面剪切力、壁面壓力等。其中，血流速度別表征血流量、血流阻力和表征血壓。但是直學特性參數進行測試，不僅程序流程復雜，且實現，是不可行的。與體內測試相比，血流動測試系統(tǒng)操作性強、可控性高，被應用于現代
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH789

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉顯軍;蠕動泵的結構原理及其應用[J];流體機械;1998年12期

2 李丁,溫功碧;T型分叉血管的定常/脈動流動和大分子傳質[J];應用數學和力學;2003年05期

3 許聯(lián)鋒,陳剛,李建中,邵建斌;粒子圖像測速技術研究進展[J];力學進展;2003年04期

4 李洪,錢坤喜;模擬心血管系統(tǒng)裝置的研制及其在血液動力學測試中的應用[J];北京生物醫(yī)學工程;2005年05期

5 李明偉,盧秉娟;擴散硅壓力變送器在水位控制系統(tǒng)中的應用[J];工業(yè)控制計算機;2005年07期

6 張學習;楊宜民;;彩色圖像工程中常用顏色空間及其轉換[J];計算機工程與設計;2008年05期

7 蔣永馨;王孝通;徐曉剛;黃華;;一種基于光照補償的圖像增強算法[J];電子學報;2009年S1期

8 古晶;;RGB到Lab顏色空間轉換[J];廣東印刷;2009年05期

9 聶祥飛;譚澤富;郭軍;;應用小波變換的人臉光照補償[J];光學精密工程;2008年01期

10 程潔;周嘯;李俐軍;倪中華;;冠脈支架的多功能體外力學性能測試裝置及實驗研究[J];東南大學學報(自然科學版);2010年02期

，

本文編號：2566082