Review of selected designs and conception of electromagnetic pulsating blood flow pump and its control system

• Autorzy: Bartel S.

Warianty tytułu

PL

Przegląd wybranych konstrukcji i koncepcja elektromagnetycznej pompy pulsacyjnej krwi z metodą sterowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Model of electromagnetically driven pulsating micropump and control system of the drive are presented in this paper. The task of the micropump is to pump liquid (blood) in accordance with natural cycle of the human heart. Two classical examples of rotary assist pumps (LVAD type) and two examples of fully artificial heart designs are presented in section II (Devices assisting performance of left ventricle and fully artificial hearts). Spatial design and description of the proposed innovative drive design are presented in section III (Design of innovative pulsating micropump with electromagnetic drive). Field analysis of this devised novel micropump drive for two proposed modes of operation is described in section IV (Field model of pulsating electromagnetically driven micropump). On the basis of analysis results, the pros and cons of the proposed design of micropump drive are discussed.

PL

W niniejszej pracy zaproponowano model mikropompy pulsacyjnej napędzanej elektromagnetycznie oraz opracowanego algorytmu sterowania napędem. Zadaniem mikropompy pulsacyjnej jest przetaczanie cieczy (krwi) zgodnie z naturalnym cyklem ludzkiego serca. W rozdziale II (Istniejące rozwiązania urządzeń wspomagających pracę lewej komory oraz całkowicie sztuczne serca) przedstawiono dwa klasyczne przykłady pomp rotacyjnych wspomagających typu LVAD, oraz dwa przykłady całkowicie sztucznych serc. W rozdziale III (Konstrukcja innowacyjnej mikropompy napędzanej elektromagnetycznie) zaprezentowano przestrzenny projekt oraz opis budowy innowacyjnego napędu. Na podstawie omawianej konstrukcji w rozdziale IV (Model polowy napędu mikropompy pulsacyjnej napędzanej elektromagnetycznie) przeprowadzono analizę polową napędu mikropompy dla proponowanych dwóch typów sterowania. Na podstawie wyników analizy omówione zostały wady i zalety wynikające z zaproponowanej konstrukcji napędu mikropompy.

Słowa kluczowe

EN

micropump; artificial heart; LVAD; hemodynamic cycle

PL

mikropompa; sztuczne serce; LVAD; cykl hemodynamiczny

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 1
• Strony: 105--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Bartel S.

• Silesian University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Mechatronics, ul. Akademicka 10, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Garg R., Yusuf S.: Epidemiology of congestive heart failure. W: Barnett D.B., Pouleur H., Francis G.S. red. Congestive cardiac failure: pathophysiology and treatment. Marcel Dekker, New York 1993: 9.25.
• 2. Dec G.W.: Heart Failure: A Comprehensive Guide to Diagnosis and Treatment; New York 2005.
• 3. Cleland J.G.F., Khand. A., Clark A.C.: The heart failure epidemic: exactly how big is it? Eur. Heart J. 2001; 22: 623-626.
• 4. Cleland J. G. F., Erdmann E, Ferrari R, Hess O. M., Poole-Wilson P. A., Remme W. J.,Riegger G, Soler-Soler J, Swedberg K. B., Tavazzi L, Waagstein F.: Guidelines for the diagnosis of heart failure; Eur. Heart J. 1995; 16: 741-751.
• 5. Gieras I. A., Gieras J. F.: Recent Advancements in Permanent Magnet Motors Technology for Medical Applications; 2006.
• 6. Okada Y., Yamashiro N., Ohmori K., Masuzawa T., Yamane T., Konishi Y., Ueno S.: Mixed Flow Artificial Heart Pump With Axial Self-Bearing Motor; ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 10, NO. 6, 2005.
• 7. Ramachandran D.P., Luo C., Ma T.S., Clark J.W.: Modeling Study of the Failing Heart and its Interaction with an Implantable Rotary Blood Pump; Boston, Massachusetts USA 2011.
• 8. http://www.polskieserce.pl
• 9. Zhu C., Li X., Lin H., Zhong Z., Du R., Wang Y.: Geometric Modeling and Numerical Simulation of the Blood flow in Human Arterial System. International Conference on Robotics and Biomimetics December 15 -18, 2007, Sanya, China.
• 10. Lin H., Zhong Z., Li X., and Du R.: A Critical Review on Simulating Blood Flow in Human Arterial System. International Conference on Integration Technology March 20 -24, 2007, Shenzhen, China.
• 11. Trawiński T.: Verification of the mathematical model of Voice Coil Motor with high range of angular motion. Research and Education in Mechatronics KTH, Stockholm, Sweden June 15-16, 2006.
• 12. Trawiński T.: System napędowy dysków twardych - procedura formułowania równań dynamiki minimanipulatora z przegubami pryzmatycznymi o rozgałęzionym łańcuchu kinematycznym. Mechatronika. Analiza, projektowanie i badania wybranych elementów i systemów. Praca zbiorowa. Pod red. Krzysztofa Kluszczyńskiego. Komitet Elektrotechniki Polskiej Akademii Nauk. Warszawa : Wydaw. PAK, 2013, s. 93-108.
• 13. Bartel S., Trawiński T.: Design issues of electromagnetic micropump. 2014 15th International Workshop on Research and Education in Mechatronics (REM), 9-11 September 2014, El Gouna, Egypt. Piscataway : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2014, s. 1-7.