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系統識別號 U0002-0108200515380300
中文論文名稱 體外機械心瓣關閉流體動力學研究
英文論文名稱 An in vitro study of mechanical heart valve closure fluid dynamics
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 93
學期 2
出版年 94
研究生中文姓名 李其霈
研究生英文姓名 Chi-Pei Li
學號 692331027
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-07-22
論文頁數 82頁
口試委員 指導教授-盧博堅
委員-陳世樂
委員-施清吉
中文關鍵字 脈動流循環模擬系統  人工機械心瓣  高頻率壓力計  雷射都卜勒測速儀  穴蝕  水錘效應  渦流 
英文關鍵字 pulsatile circularity system  mechanical heart valve  PCB pressure sensor  laser Doppler velocimetry  cavitation  water hammer effect  vortex 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 許多的統計資料指出,心血管疾病是現代人死亡原因的前幾名,而心臟瓣膜的疾病就是其中的一種,然而目前之人工機械心瓣仍存在有穴蝕的問題,會造成血球的破壞、形成血栓。本研究利用體外脈動流循環模擬系統,裝設兩種不同的人工機械心瓣,St. Jude. Medical 29和Omniscience 29進行模擬,並以高頻率壓力計及雷射都卜勒測速儀量測其關閉時之流場狀況。由壓力量測結果發現,人工機械心瓣產生穴蝕現象之原因,並非單純由水錘效應所造成;而由雷射都卜勒測速儀的結果則發現,渦流的影響亦只佔其中之ㄧ部分。
英文摘要 A lot of data show that cardiovascular diseases plays an important role of death of modern people, and heart valve disease is one kind of them. Until now, implantation of mechanical heart valves still has the problem of cavitation, and it may cause blood damage and thrombosis. This study uses two kinds of mechanical heart valves St. Jude Medical 29 and Omniscience 29 with the pulsatile circularity system, and measures the flow fields during valve closure with PCB pressure sensor and laser Doppler velocimetry. The result shows that only water hammer effect or the vortex would not be strong enough to cause cavitation.
論文目次 目錄 I
圖目錄 III
表目錄 V
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機及目的 3
1-3 研究過程 5
第二章 文獻回顧 7
2-1 人工機械心瓣 7
2-2 穴蝕(Cavitation)的成因 11
2-3 水錘效應與渦漩之研究 17
第三章 實驗設置與方法 21
3-1體外脈動流模擬循環系統 21
3-2 壓力計 26
3-3雷射都卜勒流速儀(Laser Doppler Velocimetry, LDV) 27
3-4 資料擷取與分析 35
3-5 實驗條件及量測位置 37
第四章 結果與討論 40
4-1 主動脈壓與左心室壓力波形 40
4-2心瓣兩側之PCB壓力波形 43
4-3心瓣中央斷面之速度場 48
4-4 壓力、渦流與穴蝕之相關性 53
第五章 結論 55
參考文獻 57
附錄A 60

圖目錄
圖1 - 1 研究流程示意圖 6
圖2 - 1 Starr-Edwards, 1966 9
圖2 - 2 Bjork-Shiley tilting disk, 1969 9
圖2 - 3 Medtronic-Hall Standard, 1977 9
圖2 - 4 Omniscience, 1977 10
圖2 - 5 St. Jude Medical, 1977 10
圖2 - 6 Lapeyre et al., 2002 10
圖3 - 1 模擬循環系統 23
圖3 - 2 系統架構圖 24
圖3 - 3 線性馬達 25
圖3 - 4 左心室與左心房 25
圖3 - 5 高頻率壓力計PCB 26
圖3 - 6 雷射都卜勒流速儀(LDV) 27
圖3 - 7 LDV量測體積示意圖 29
圖3 - 8 自行撰寫分析AD卡的程式 35
圖3 - 9 PCB量測位置示意圖 38
圖3 - 10 LDV量測斷面示意圖 39
圖3 - 11 量測點位置分佈示意圖 39
圖4 - 1 Omniscience的生理波形 41
圖4 - 2 St. Jude Medical的生理波形 42
圖4 - 3 Omniscience的PCB壓力波形 44
圖4 - 4 St. Jude Medical的PCB壓力波形 45
圖4 - 5 速度沿時間分佈代表圖 48
圖4 - 6 Omniscience之circulation分佈圖 49
圖4 - 7 St. Jude Medical之circulation分佈圖 50
圖4 - 8 Omniscience於gap點之circulation統計代表圖 51
圖4 - 9 SJM於gap點之circulation統計代表圖 52

表目錄
表2 - 1 渦漩中心點預估之壓降 16
表3 - 1 雷射光源之光學參數 34
表4 - 1 Omniscience的PCB壓力量測結果 46
表4 - 2 St. Jude Medical的PCB壓力量測結果 46
表4 - 3 Omniscience之circulation計算結果 49
表4 - 4 St. Jude Medical之circulation計算結果 50
參考文獻 1. C. Bachmann, V. Kini, S. Deutsch, A. Fontaine, J.M. Tarbell. Mechanisms of Cavitation and the Formation of Stable Bubbles on the Bjork-Shiley Monostrut Prosthetic Heart Valve. The Journal of Heart Valve Disease, 11: 105-113, 2002.
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