(cfd)建模建模是心血管应用设备中的进行进行建模建模的的一一一种方法方法方法方法方法方法方法方法方法已已已已被广泛广泛用用于模拟代替物理虚拟,使测试测试设备开发能够,降低成本成本,以及降低成本成本成本成本,以及以及成本成本成本成本成本成本有效性有效性有效性有效性有效性有效性有效性有效性有效性
由于这些,美国食品(FDA)经常经常建议使用建模和仿真来预测预测临床结果,为临床临床临床试验试验设计设计提供提供信息参考文献1)cfd cfd建模在设备监督意见中标准标准标准标准标准,fda开发使使使使使使了了了模拟模拟喷嘴和和和和离心血泵离心血泵离心血泵离心血泵离心血泵中中中流体流体流动的进行了体外实验,以获得速度压力和溶血数据喷嘴基准的的的的的建模预先建模预先建模预先非常工程完成。
在这博文中,我们展示了使用使用使用®软件模拟的模型。
离心血泵模型
我们美国癌症的网站上获得的几何,并,并根据形状几何FDA提供规范为在comsol®CFD建模建模做准备。我们使用使用使用使用使用®cfd cfd模块和搅拌器来研究研究研究,该该转子转子需要将流体域流体域划分划分为为静止子域旋转旋转子域子域。。研究研究研究中中
离心血泵的模型。
fda指南,使用牛顿流体来先求解先求解先求解先求解先求解先求解先求解先求解先求解湍流湍流湍流良好的初始初始流体流体流动解流动解流动解流动解流动解流动解初始初始初始初始初始初始初始初始流体并3500 r/min泵速,2.5–7 l/min流速流速进行。。。
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验证
FDA于2017年年了离心血泵研究,报告离心血泵研究计算研究以及以及以及体外实验的数据(参考2)。。中的中实验数据数据数据数据,并并这些这些这些数据与与与我们的的的的的的的的的的的的的的的的的的模型模型模型模型模型模型的结果了了了了比较比较比较比较比较比较
3500 r/min的泵速,计算计算不同流速泵的压头。计算结果与与物理测量值非常非常非常
3500 r/min下运行下运行下运行的在种流速的计算。。。。。
6 l/min和3500r/min的的条件,计算条件下叶片的二二速度大小大小。。计算出出出的的径向速度测量值参考2,图6a,c)。
图中了基于沿径的的X和y速度分量模型内部速度大小。图显示了该模型的结果与Malinauskas等人(参考2)的的结果比较。。
x,x = 0.035 m处,6 l/min和3500r/min的的,计算条件条件下(参考2的图图6B,d)。
图表显示了扩散器切线的x和y速度分量内部的。。该图显示了模型与与Malinauskas等人(参考2)的的结果比较。。
comsol多物理学如何如何如何处理变得变得简单。可以设置探针探针和非非非局部局部局部耦合算子耦合算子(例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如等等)CFD数据数据集中提取数据子集也也方便。。。。。
最后,6 l/min和3500r/min泵条件,上,上叶片通道三维速度的插值参考2CFD研究研究基本上是一致。。。。。
使用变换三维数据集的和速度的可视化结果。
验证和确认
same V&V 40标准标准确认仿真仿真仿真仿真仿真仿真,,,,确认和和和不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定不确定参考3)于2018年,为年设备计算的可信度框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架框架一考虑考虑考虑了了设备设备的风险因素因素因素。。。模型模型模型风险风险风险评估评估评估评估评估的的的关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键关键概念概念关键关键关键概念概念关键概念“”“模型计算相对于其他决策影响影响影响影响,以及以及不不正确正确对对患者患者或或或终端用户用户影响影响影响的的。。。。考量(lvad)(lvad)来说参考3)。
v&v的个重要是代码。。comsol验证和确认网页网页140多多供下载验证和案例。流体流体流动,comsol模型模型通过通过解析解以及相同的出版物了验证,并验证验证接受的实验数据进行。。。
我们还还comsol多物理6.0版中发布了了了不确定性量化模块comsol用户为提供与与与与与与与与与与与于模型变量医疗设备人员有所帮助。
结论
cfd可以地医疗设备的流体流动在这中中中中中中中中中中中博文博文博文展示展示了使用使用使用cfdcfd cfd模块模块模块和的的的的的的的的的的Cfd解决解决解决,这这离心血泵很。模拟结果结果与
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参考文献
- T. Morrison,“模拟如何改变调节途径”,美国食品药品监督管理局,2018年8月9日;https://www.fda.gov/science-research/about-science-research-fda/how-simulation-can-transform-neculatoration-pathways
- R. A. Malinauskas,P。Hariharan,S。W。Day,L。H。H. Herbertson,M。Buesen,U。Steinseifer和B. A. Craven,“ FDA基准医疗设备CFD验证模型”,Asaio Journal,63(2),150-160,2017;https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28114192/
- ASME,“通过验证和验证评估计算建模的信誉:对医疗设备的应用”,2018年;https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/v-v-40-assessing-credibility-computational-modeling-verification-validation-application-medical-devices
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