摘要：心室辅助装置(Ventricular Assist Device,VAD)主要功能是替代或者辅助心脏向主动脉供血,用于心力衰竭或者等待心脏移植的患者。随着心血管病患病率和死亡率的逐年升高,且心脏移植的不确定性较高,VAD受到越来越多的关注。本文对国内外VAD的研究进展进行了综述,主要对国内外发展历程及现状,装置的核心零部件及检测装置的体外模拟循环系统进行了分析,重点探讨VAD导致的并发症的类型和原因,以期为VAD未来的研究和发展指明方向。

摘要：目的:探讨多相流模型对轴流式血泵溶血性能预报的研究。方法:利用计算流体动力学对轴流泵的水动力性能、流场、切应力分布进行分析,建立一种基于切应力的溶血预报模型。体外6次溶血实验,每次应用2000 ml新鲜抗凝小牛血,在流量为5 L/min,流出道压力100 mmHg(13.3 kPa),转机4 h,每30 min取血样本,测量血浆中游离血红蛋白(free hemoglobin,FHB)含量和红细胞压积(hematocrit,HCT),同时留静置的牛血作为对照组,计算标准溶血指数(normal index of hemolysis,NIH)。结果:计算预测FHB变化与体外溶血实验基本吻合,体外验证实验计算NIH结果0.0055 g/100L,与多相流模型预测NIH结果一致。结论:多相流模型可用于心室辅助装置溶血液性能的定量预报,该方法可应用于血泵设计选型阶段。

摘要：目的研究我国自主研发的第3代完全磁悬浮心室辅助装置(CH-VAD)对于心衰患者的循环辅助效果。方法建立一套体外模拟循环系统(mock circulatory system,MCS)。该系统能够模拟人体健康休息状态以及心力衰竭状态,并与CH-VAD协同工作,测试CH-VAD在连续流状态下的辅助效果。另外,对CH-VAD的搏动流控制方法进行测试,该模式采用正弦波速度波形,使CH-VAD的运行与MCS心室周期同步。结果 CH-VAD在正常连续流状态下能够使心衰状态的血流动力学参数(动脉压、心排量)恢复到正常范围。初步的搏动流测试结果显示,当前的速度搏动幅值对血流动力学影响较小,搏动流状态下与连续流状态所对应的平均动脉压、动脉脉压、平均心排量与心排量波形等差异不大。结论 CH-VAD能够通过搏动控制器产生一定程度的速度搏动,提供足够的心室辅助,并可以进一步改良优化,提供符合生理条件的搏动血流。所研制的MCS能够提供心室辅助装置以及其他机械循环辅助装置一个有效、可控的体外测试平台,是机械循环辅助装置设计、优化和验证的重要工具。

摘要：体外模拟循环系统（mock circulatory systems,MCS）是一个模拟人体循环系统血流动力学状态的试验平台,被广泛用于心室辅助装置和人工瓣膜等心血管人工器官的体外性能评价和生机电系统中的血流动力学响应研究。通过调整模拟心脏的驱动元件和模拟血管系统的集中参数元件,MCS可以模拟人体健康、运动、心力衰竭等不同生理状态的血流动力学特性。自1960年代至今,MCS研发目标从满足最基本的心室辅助装置或机械瓣膜的系统性能评价要求,已发展到能够复现局部重要器官的血流动力学状态。总结MCS目前的设计原则、系统搭建以及研究进展和未来展望。

摘要：背景:绝大多数研究者都采用电磁轴承来实现叶轮血泵转子的悬浮,同时会带来一系列新的问题,比如装置的结构和控制更加复杂,消耗控制电能,增加了装置的体积和重量。目的:采用永磁轴承和液膜轴承设计无源磁悬浮心室辅助装置,并与电磁磁悬浮方法设计的心室辅助装置进行比较。方法:装置由径向驱动,仅包含一个定子和一个转子。转子由驱动磁钢和叶轮组成;电机线圈和泵壳组成定子。在装置的两端安装两付永磁轴承,为转子提供轴向悬浮力。同时,通过机械设计方法在血泵内部形成液膜轴承,产生径向的液膜动压力使转子在工作转速条件下能够径向悬浮。结果:装置重200g,直径40mm。转子的位置测量实验表明,当血泵的转子转速超过3250r/min、流量大于1L/min时转子能够悬浮起来;装置的血动力学试验表明,转子转速达到3500～4000r/min时,血泵输出流量可达4～6L/min,压力达到100mmHg,可以满足临床心室辅助的要求。结论:采用永磁轴承和液膜轴承设计永久性心室辅助装置的思路是可行的,装置不仅可以输出符合心室辅助要求的流量和压力,而且装置的设计比电磁磁浮血泵更加简洁、不需要人为控制,而且体积小、质量轻,提高了可植入性。

摘要：将心室辅助装置的动态物理性能测试与成熟的人体心血管系统数学模型相结合,提出了一种便捷准确的心室辅助装置评估方法。该方法对自制气动直接心室辅助装置样机进行了测试,研究了该辅助装置与心血管系统的相互作用,并进行了血液动力学进行仿真分析。结果表明,该方法对于研究心血管系统受心室辅助的影响和优化心室辅助装置的结构设计以及控制算法都有很积极的意义。

摘要：目的可靠性是心室辅助装置进入临床使用的先决条件,是影响患者使用安全、决定患者预期临床效果的关键因素。本文针对心室辅助装置可靠性试验的两个关键因素:试验平台设计和接受准则进行论述。前者定义了心室辅助装置可靠性测试的体外环境及平台,后者则规定了心室辅助装置可靠性评价标准。方法通过对心室辅助装置的可靠性测试中体外环境的分析,确定了睡眠、苏醒及运动3种条件下的人体生理条件,明确了试验平台参数。讨论了可靠性试验接受准则,其包含试验中准则和试验后准则。结果实际搭建了耐久性测试平台,验证了耐久系统的可用性。并根据风险将故障划分为四类,明确了接受标准。试验后准则主要建立评价系统性能变化的关键指标。结论该平台可以解决我国高风险心室辅助装置无统一评价平台和规范的困难,提高该类产品可靠性的科学评价能力。

摘要：目的溶血是评价心室辅助装置安全性的重要方面,以溶血指数作为评价对象。其物理意义是反映输出100 L压积标准化血液产生的血浆游离血红蛋白含量,是目前世界上公认的体外评价血泵溶血性能的标准。方法本文参照ASTM F1841-97标准规定的原则,对溶血试验进行了详细的设计,搭建了检测平台,进行了溶血指数测量,并针对标准中未进行详细说明的血液初始质量要求及游离血红蛋白检验方法进行研究和实现。结果成功设计并搭建了溶血试验检测平台,基于此检测平台成功对一台血泵的溶血指数进行了测试,表明了检测平台的有效性。结论采用ASTM F1841-97标准,搭建了检测平台,进行了溶血指数测量,明晰了实现方法和细节,希望供研发和评价人员借鉴。

摘要：心室辅助装置是用来部分或全部替代心脏的泵血功能、维持良好全身循环状态的机械装置，在近３０年间得到了巨大的发展。本文简介了心室辅助装置的发展历史，主要介绍了心室辅助装置设计中的问题。

摘要：目的为了便于开展心室辅助装置抗扰性能评价,本文提出研制高功率瞬时能量(磁场、电场)骚扰抗扰测试平台。方法对于高频磁场,采用高功率变压设计与高频线圈制造技术,设计与制作谐振电路,结合信号源与高速双极性电源,搭建电磁骚扰抗扰性测试平台。高频磁场产生的干扰频率可覆盖高频电刀的典型工作频率范围,同时降低了对高速双极性电源输出功率指标的要求。对于高频电场,采用耦合线圈用于实现高频升压。结果实测数据显示,在100~1000kHz范围内,测试平台可产生最高2598A/m的高频磁场,可产生最高402.9倍的升压增益,可以实现高达5000V的高频电压,可有效评估被测产品的高频电场抗扰性能。结论该测试平台可对心室辅助装置分别开展高频磁场、高频电场、高频传导电流干扰的抗扰性测试,有利于科学有效地评价心室辅助装置的高频高功率骚扰抗扰性能,有助于形成合理的心室辅助装置电磁兼容质量评价规范。