Entwurf eines vollimplantierbaren elektromechanischen künstlichen Herzens:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI Verl.
1996
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| adam_text | Titel: Entwurf eines vollimplantierbaren elektromechanischen künstlichen Herzens
Autor: Kaufmann, Ralf Ernst Georg
Jahr: 1996
SCHRITT- m WW/^M BERICHTE tfljl Dipl.-Ing. Ralf Ernst Georg Kaufmann, Aachen Entwurf eines vellimplantierbaren elektromechanischen künstlichen Herzens Reihe IT: Biotechnik Nr. 142 VWVERLA3
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Stand der Technik künstlicher Herzen 3 2.1 Klinische Einsätze künstlicher Herzen und ventrikulärer Unterstützungssysteme 4 2.2 Medizinische Indikation 3 2.3 Elektrisch angetriebene, künstliche Herzen 8 2.4 Aktuelle Entwicklungen bei elektrisch angetriebenen, künstlichen Herzen 12 3 Entwicklungsplan für ein vollimplantierbares künstliches Herz 27 3.1 Zielvorstellungen und Leitideen 27 3.2 Konstmktionsmethode 33 3.3 Festlegung des Entwicklungsprozesses 38 4 Anforderungen an ein vollimplantierbares künstliches Herz 41 4.1 Primäre Anforderungen 42 4.1.1 Herzminutenvolumen und Förderstrom 45 4.1.2 Arterielle Drücke 48 4.1.3 Venöse Drücke 53 4.1.4 Links-Rechts-Förderbalance 55 4.1.5 Blutvertiäglicbkeit 55 4.1.6 Gewebeverträglichkeit 58 4.2 Sekundäre Anforderungen 60 4.2.1 Sterilisation 62 4.2.2 Implantation 63 4.2.3 AuBerklinischer Alltag und Lebensqualität 66 4.3 Tertiäre Anforderungen 66 5 Gestaltung der Pumpeinheit unter Berücksichtigung anatomischer Restriktionen 68 5.1 CAD-Modell der intrathorakalen Herzkavität 69 5.2 CAD unterstützte Gestaltung der Pumpeinheit 79 5.3 Überprüfung der Implantierbarkeit der Pumpeinheit an Leichen 82 V
Inhaltsverzeichnis 6 Konstruktion des elektromechanischen künstlichen Herzens 89 6.1 Funktions- und Baugruppenstruktur der Pumpeinheit 89 6.2 Aufbau und Funktion des Volumenkompensators 92 6.3 Pumpkammem und Konnektoren 95 6.4 Untersetzungs- und Hubgetriebe 97 6.5 Bürstenloser Gleichstrommotor und Leistungselektronik 101 6.6 Membrankontaktsensor 104 7 Theoretische Analyse des physikalischen Betriebsverhaltens 106 7.1 Fördercharakteristik und arterielle Druckerzeugung 106 7.1.1 Ersatzschaltbild des arteriellen Kreislauf- und Pumpkammermodells 109 7.1.2 Belastung der Pumpkammermembran 122 7.2 Pumpkammerfüllung und Gasvolumenkompensation 129 7.3 Leistungsbilanz, Wirkungsgrade und Antriebsmoment 139 7.4 Wärmebilanz und Temperaturen 151 8 Entwurf einer Fuzzy-Logik-Schlagzahlregelung 162 8.1 Regelkreis 165 8.2 Aufbau und Funktion des Fuzzy-Reglers 176 8.3 Kennfeld der Fuzzy-Regelung 182 9 In vitro Tests am Labormodell des künstlichen Herzens 184 9.1 Versuchsstand und Labormodell des künstlichen Herzens 184 9.2 Versuche zur Messung der Förder- und Antriebsleistung 191 9.3 Versuche zur Messung des Füllverhaltens bei Gasvolumenkompensation 200 9.4 Ähnlichkeitsgesetz der Förderleistung 204 9.5 Untersuchung der Strömungsverhältnisse in den Pumpkammem 205 10 Funktionsmodell der Pumpeinheit 212 11 Zusammenfassung 214 12 Ausblick 218 13 Anhang 219 13.1 Anatomisches MeBprotokoll und Thorax-Parameter 219 13.2 Mathematische Grundlagen 223 13.3 Kennfelder der Wärmelehre 227 14 Literatur 228 VI
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