電磁脈拍vadにおける3つの運動パターンの数値調査

長期にわたる埋め込み可能な心室補助装置（VAD）の設計に重大な懸念である溶血と血栓形成は、VADの広範な使用を妨げています。したがって、この研究では、磁気的に露出した移動するプッシャープレートを備えた小さなビチャンバー陽性変位VAD（25 mL）の血流の3次元流体ドメインは、Adinaと呼ばれる有限要素パッケージによってシミュレートされました。せん断応力誘発血液損傷を最小限に抑えるためのポンプの機能を最適化するために、3つの異なるドライバーパターン（線形、正弦波、およびガイトンのパルス）を調査しました。最初のパターンは一定の流れを生成しましたが、他の2つは拍動性流量を作成しました。比較のために、各パターンのせん断応力の流れパターンと分布が観察されました。3種類の動きが0.06％未満の赤血球損傷を誘導する可能性があることが明らかになりました。さらに、他のパターンと比較して、プッシャープレートの正弦波運動が溶血のリスクを引き起こすだけでなく、線形パターンと比較して、チャンバー内の停滞領域を減らし、血栓症の可能性を低下させる拍動性の流れを生成しました。さらに、この動きは、ガイトンの脈拍パターンと比較して、キャビテーションの確率を排除します。

Hemolysis and thrombus formation which are critical concerns in designing a long-term implantable ventricular assist device (VAD) have impeded the widespread use of VADs. In this study, thus, the three-dimensional fluid domain of blood flow in a small bichamber positive displacement VAD (25 ml) with a magnetically levitated moving pusher plate was simulated by the means of a finite element package called ADINA. To optimize the function of the pump for minimizing shear stress induced blood damage, three different driver patterns (linear, sinusoidal, and Guyton's pulse) were investigated. The first pattern produced a constant flow, whereas the two others created pulsatile flows. The flow pattern and the distribution of shear stress of each pattern were observed for comparison. It was revealed that the three types of motions may induce less than 0.06% red blood cell damage. Moreover, in comparison to the other patterns not only did the sinusoidal motion of the pusher plate cause less risk of hemolysis, but in comparison to the linear pattern, it produced a pulsatile flow which reduced the stagnation areas in chambers, lowering the probability of thrombosis. In addition, this motion eliminates the probability of cavitations as compared with the Guyton's pulse pattern.