邵耀華臺灣大學：應用力學研究所陳基富Chen, Chi-FuChi-FuChen2007-11-292018-06-292007-11-292018-06-292004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62409本研究利用動物模型與資料收集系統，針對台大一號離心式葉輪幫浦進行流線型流場的改良，並探討左心室輔助器與心臟血管系統之間血液動力學的交互影響；經量測波形的時間校正，可瞭解心臟搏動的運作機制；從犬隻實驗中，可知葉輪幫浦的輸出血流，會受心臟搏動週期的影響而呈現脈動流場。 LVAD輸入導管可分別由心房和心尖置入的手術縫合方式，而由心尖置入的方式可得較佳的運轉效率。當幫浦轉速增加時，心臟輸出血流量及血壓值都會被驅動而上昇，而其血壓脈動波形（POP與ABP）之振幅則會明顯降低；當LVAD分流量高於70%以上時，冠狀動脈血流會些微減少，而頸動脈流量則會些微增加；實驗結果顯示此小型左心室輔助器，可作為心臟移植前，輔助衰竭心臟的短期使用。 實驗中亦發現，左心室輔助器可在犬隻心臟衰竭時，維持基本的血液循環，避免週邊組織衰竭，且可刺激並等待心肌細胞恢復功能，所以可作為心臟衰竭的急救工具。A revised Tai-Ta centrifugal impeller pump was designed to study the hemodynamic interaction of left ventricular assist device (LVAD) with the cardiovascular system in a canine model for pediatrics. After correcting the time delay between flow wave and pressure wave, we could realize the function of heart stroke. The LVAD outflow appeared to be pulsatile that matched with the cardiac cycle. The efficiency of pumping for LVAD inlet inserted directly through apex of heart was better than that through atrium. When the LVAD was operated at a higher rotational speed, the ABP, POP, pump flow, and the cardiac output flow increased. However, the fluctuating amplitudes of ABP, POP, and pump flow decreased prominently. When the share flow of LVAD was more than 70%, the flow of coronary artery decreased slightly, but the flow of common carotid artery increased slightly. This study showed that the centrifugal impeller pump could be used as an assist device when the cardiac function was impeded. When the canine suffered heart failure,the LVAD could support the function of circulation to avoid the other organ failure. The myocardiac function could be recovered by pulsatile stimulus of LVAD.The LVAD could be used as an aid apparatus of heart failure in urgency.誌謝 ………………………………………………………………… Ⅰ 中文摘要 …………………………………………………………… Ⅱ 英文摘要 …………………………………………………………… Ⅲ 目錄 ………………………………………………………………… Ⅳ 圖表目錄 …………………………………………………………… Ⅵ 第一章 導 論 ……………………………………………………… 1 1－1 前言 ……………………………………………………… 1 1－2 文獻回顧 ………………………………………………… 3 1－3 研究目的 ………………………………………………… 13 第二章 血液動力學 ………………………………………………21 2－1 一維Hagen-Poiseuille 穩態管流 …………………………22 (一)硬管 …………………………………………………… 22 (二)彈性管 ………………………………………………… 24 2－2 一維非穩態脈動管流 …………………………………… 26 (一) 線性擾動方程式 ………………………………………26 (二) 血壓血流脈動波形模擬與量測 …………………… 27 2－3 血壓波速 ………………………………………………… 29 2－4 大動脈血管分支的傳送與反射波 ……………………… 31 第三章 實驗量測系統與原理 ………………………………… 35 3－1 血壓量測與心電圖 ……………………………………… 35 3－2 超音波流量計 …………………………………………… 38 3－3 閃頻轉速計 ……………………………………………… 39 3－4 電源供應器 ……………………………………………… 39 第四章 實驗設置及方法 ……………………………………… 44 4－1 左心室輔助器幫浦設計 ………………………………… 44 4－2 動物實驗手術方法 ……………………………………… 47 4－3 資料收集系統設置 ……………………………………… 51 4－4 資料處理及分析 ………………………………………… 52 第五章 結果與討論 …………………………………………… 61 5－1 心血管系統之血液動力學研究 ………………………… 61 5－1－1 心電圖與血壓血流波的關係 ………………………61 5－1－2 左心室血壓波之探討 ………………………………64 5－1－3 討論 …………………………………………………65 5－2 心臟與LVAD之血液動力學交互作用 ………………… 68 5－2－1 LVAD導管不同縫合方式之差異 ……………69 (一) 幫浦輸入功率與葉輪轉速之關係 …………… 69 (二) 葉輪轉速與LVAD輸血量之關係 …………… 71 5－2－2 LVAD運轉時心血管系統之反應趨勢 ……… 74 5－2－3 LVAD不同分流量百分比對心血管系統之影響……79 (一) LVAD對血壓之影響 ………………………………79 (二) LVAD對心臟輸出血流量之影響 ……………… 82 (三) LVAD對冠狀動脈血流之影響 ………………… 85 (四) LVAD對頸動脈血流之影響 …………………… 86 5－2－4 討論 ……………………………………………… 87 5－3 心臟衰竭時LVAD與心血管系統之互動效應…… 110 5－3－1 心臟衰竭時之生理反應情況 …………………111 (一) 案例C ………………………………………………111 (二) 案例D …………………………………………… 115 5－3－2 LVAD對心臟衰竭之功能恢復效應評估 ……119 (一) 案例C …………………………………………… 119 (二) 案例D …………………………………………… 122 5－3－3 討論 ………………………………………………124 第六章 結論與展望 …………………………………………… 139 6－1 結論 …………………………………………………… 139 6－2 未來展望 ……………………………………………… 143 參考文獻 ……………………………………………………1451910966 bytesapplication/pdfen-US脈動流場心臟衰竭血液動力學犬隻模型離心式葉輪幫浦左心室輔助器pulsatile flowcanine modelleft ventricular assist devicehemodynamicscentrifugal impeller pumpheart failurethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/62409/1/ntu-93-D83509001-1.pdf