小型左心室辅助血泵的研制

在左心辅助血泵从动物实验向临床应用过渡时,需要小规格的每搏流量30～35毫升(成人用)和10～15毫升(幼儿用)的血泵。我们在总结血泵设计和制造经验的基础上,研制成这种小型血泵,经实验室和动物试验,初步证明完全达到设计要求。     

376例慢性疾患具有低排高阻时微循环变化

我们在2681例慢性疾病患者中,观察到376例病人有心输出量降低,外周阻力升高,这些病人每分心输出量(CO)平均3.71(L/min)、心指数(Cl)平均2.43(L/mln/m~2)和每搏输出量(SV)平均48.7(ml)均低于正常水平并伴有左心室有效泵力和左心室有效泵力指数下降,表明有心泵功能减弱。总外周阻力(RT)平均为     

左心室辅助血泵体外血液动力学参数的测定

尽管在美国全植入式人工心脏已用于临床,但是还有许多问题尚待解决,因此利用左心室辅助血泵抢救心脏病处于危险状态的病人,仍是目前最有希望的一种方法。为此,天津市人工心脏协作组,参考有关国外资料,研制出三种类型的左心室辅助血泵(囊型、管型及涡型),并在研制的“体循环模拟台”上做了血液动力学参数的测定。主要测试了三种血泵的驱动压(正压与负压)、驱动频率(心率)、充盈压(回心压)对心排量、动脉压、静脉压的影响,并记录了上述各测定指标相应的动脉压力波形。并由测定结果算出每种血泵的—Q曲线(平均动脉压与心排量之间的关系)、每种血泵在不同驱动压下的每搏搏出量及其各种血泵的效率。从总的测定结果可以认为这三种血泵均能满足左心辅助心排量的需要,一般可达1—5升/分钟;另外,也找出了各种血泵最宜适的工作条件(指驱动压、驱动频率等);同时还比较了各种血泵彼此的优缺点,为改进血泵的设计制造提供了一些实验依据。     

安装气动式人工心脏后的血压和血泵输出量的长期监护

对于植入式人工心脏或心室辅助泵,除了需了解其泵率、充盈时间、射血时间外,泵的每搏输出量、心房压和动脉压以及泵内压也是重要的监护和控制参数。本文主要综述了气动式血泵植入后,对心房压、动脉压和泵输出量等作长期的间接检测方法,包括检测压力参数的气道压力法、气道压力与隔膜位置相结合法、充气囊泡测压法;检测泵输出量的隔膜运动测量法和多因素综合算法。     

人工心脏电控气动驱动系统的研究

本文报导了一种电控、气动人工心脏驱动系统,由气动驱动和电子控制两个部分组成。以压缩空气为正压动力源,从0～400mmHg可调。由真空泵供给负压,从0～200mmHg可调。 电子控制部分可直接接受心电信号及人工信号触发,以便于实现血泵与自然心脏同步和非同步工作。该装置还可以监视ECG信号和驱动压力信号,以便随时调节正负驱动压力和电磁阀启动时间。目前已经过体外试验,并正式用于人工心脏的动物实验中。累积工作时间达500小时,最长连续工作时间达287个小时,显示本驱动装置工作稳定可靠,可以满足驱动人工心脏的需要。     

微机化驱动装置的研究

设计一种新的微机化气动驱动装置,包括驱动系统和控制系统,驱动系统采用单泵气源,由同一膜片泵同时作为正负气源;控制系统由计算机控制电磁阀对大气开放使驱动气压稳定在设定范围,由传感器采集生理或模拟生理信号,经A/D转换后输入计算机系统,处理后输出相应信号对血泵泵率、驱动正压、驱动负压、正负压时间比进行调整,使血泵泵血活动接近生理规律.计算机程序用C语言写成,以图形界面与使用者进行人机对话,具备冻结、打印功能,实验结果可长期保存,并可记录.结果:模仿机体的减压反射、Starling法则对心脏调节活动进行检验,测试结果与预期符合.此装置与血泵结合构成人工心脏或左心辅助装置.     

外置主动脉旁反搏装置的慢性动物实验研究

验证主动脉旁反搏辅助装置(paraaortic counterpulsation device,PACD)置于动物体外并进行短期辅助的可行性及该装置的生物学相容性。小尾寒羊5只,体重42.6±4.5 kg,全麻后左第4肋进胸,将PACD(每搏量为60ml)的人工血管与胸降主动脉吻合,气体管道连接IABP主机,利用体表心电或主动脉压力触发驱动装置反搏。PACD置于动物体外固定后关胸。记录反搏前后主动脉压力变化,定时测定凝血及肝、肾功能、血浆游离血红蛋白(PFH)等指标。4例顺利完成PACD短期(7 d)辅助实验,1例PACD辅助54 h后死亡。PACD辅助后主动脉收缩压(SAP)、主动脉舒张压(DAP)较辅助前显著下降(P<0.01),舒张期主动脉平均压(MADP)显著增加(P<0.01);肝、肾功能轻度损害。辅助期间PFH均在生理可接受范围内变化。PACD易植入,有良好的生物学相容性,可置于动物体外并进行短期(7 d)循环辅助。     

离心泵的研制及体外循环的初步应用探讨

离心泵已被用于辅助循环及体外循环。本文报告自行设计的离心泵并初步应用于体外循环。本离心泵分泵头及驱动装置两个部分,二者之间是以磁性体相互吸附连接带动,血液由泵头中央进入离心室,随叶片的高速旋转而产生离心力将血液推出泵周出口。泵头是根据国内材料及加工工艺设计,叶轮采用6个叶片和2个碟片胶合而成,转速为0～3 600r/min,出口压力为0～79.98kPa(0～600mmHg),最大流量为81/min,预充量为34ml,泵接头直径为9.5mm(3/8吋)。 离体血细胞破坏试验是摸拟体外循环条件,流量在21/min以上时离心泵比滚柱泵对血细胞破坏明显减少。动物实验结果离心泵转流180分钟后游离血红蛋白平均上升6.04％(土6.06％),滚柱泵转流相同时间则上升为32.24％(士32.25％),证明离心泵比滚柱泵对血细胞破坏明显减少。临床初步应用,对10例15～20kg体重患儿进行体外循环下室缺修补术,流量为1.8～2.5l/min,泵出压为17.3～20kPa(130～150mmHg),灌注压为3.07～4.67kPa(23～35mmHg),转流时间为30～50分钟,转速为2 000～2 500r/min,结果均自动复跳,无血色素尿;术后4小时拔除气管插管,无其它并发症,说明本离心泵具备用于体外循环的条件。     

一种植入式磁悬浮离心血泵的体外流体力学实验研究

通过体外模拟循环实验台对一种植入式磁悬浮离心血泵进行体外流体力学实验。以新鲜羊血为循环介质,通过体外循环台测定在后负荷为100 mmHg,血泵在不同转速下的输出量;通过控制血泵的转速,测定在固定泵速下不同后负荷下的输出量。血泵测试工作电压为24 V,电流波动于0.3～0.75 A。血泵功率为7.2～18 W。在后负荷为100 mmHg下,泵速在2 900～3 900 rpm,输出流量为3～7.1 L/min。泵速为2500～3 500 rpm,血泵在后负荷69～163 mmHg下输出流量为1.02～5.87 L/min。在固定的转速下血泵的压力-流量呈负相关关系。体外实验血泵工作性能稳定,可以满足成人心室辅助的需求。血泵功率偏高仍需要进一步改进。     

磁力驱动轴流血泵溶血实验和动物实验

目的对研制开发的一种新型的磁力外驱动轴流式心室辅助血泵的血液相容性能进行测试。方法利用特制血袋作为模拟循环管道,羊血作为循环介质,采用标准溶血指数衡量体外溶血实验性能。通过3只山羊12h在体实验衡量其在体适应性。结果实验测得轴流血泵体外实验标准溶血指数(NIH)为(0.158±0.043)mg/L。3例实验动物12h在体辅助无机械故障,血泵辅助后实验动物血液中游离血红蛋白(FHb)开始上升,最高达到164.8mg/L。结论磁力外驱动轴流血泵实验结果比较理想,值得进一步改进。     

新型电磁搏动式血泵的实验研究

目的探究一种新型电磁搏动式血泵的动力输出性能及血液相容性。方法首先通过建立理论模型对该血泵驱动力进行分析,并基于该模型计算出满足条件的实验驱动电压。设计体外模拟循环实验,对新型血泵的输出流量和输出压力特性及血泵的体外溶血性能进行初步实验研究。结果实验测得当血泵后负荷为73.5 mmHg(9.78 kPa, 1 mmHg=0.133 kPa)、驱动电压达到35 V、搏动频率为75/min时,实际输出的流量为3.18 L/min,可以提供高压132 mmHg(17.56 kPa)、低压66 mmHg(8.78 kPa)、平均压力98 mmHg(13.03 kPa),体外实验标准溶血指数(normalized index of haematolysis, NIH)为(0.049 15±0.003 75) mg/dL。结论该新型搏动式血泵能够满足离体器官灌注和体外循环短期辅助的临床要求,对体外循环血泵的发展具有重要意义。     

非脉动流低溶血叶轮血泵

采用对数螺旋线叶片和抛物线轮盘,精心设计制作叶轮式离心血泵,并用电机直接驱动叶轮,由磁性流体密封转轴,使泵的溶血指标降低为0.015,重量减小到240克,效率提高至60％。在与国产临床用转子泵和美国商品化的名牌转子泵Sarns 7000的溶血比较中,自制叶轮泵的溶血仅为国产转子泵的1/5和Sarns 7000转子泵的1/3.5。山羊和狗的左心室辅助试验中,叶轮泵在动物血浆增加的游离血色素,低于隔膜泵在小牛身上所作的同样试验中所测得的相应值。结果表明,非脉动流叶轮血泵适合于长期辅助自由走动实验动物或病人的血液循环。     

短期辅助用直流电磁驱动搏动式血泵设计与测试

设计一种直流电磁驱动搏动式血泵并测试样机性能指标。首先,提出一种通过直流螺线管使永磁体进行往复直线运动的驱动方法,并通过螺线管内部磁场的数值模拟设计内部磁场趋于匀强磁场的补偿螺线管结构,结合两者设计直流电磁驱动搏动式血泵。然后,通过制作样机并搭建加速度实验台,测量接入不同直流电流时血泵样机可提供的磁力驱动力,并验证通电螺线管发热问题。最后,搭建流量实验台,在前、后负荷范围分别为5~30和50~80 mmHg的情况下,测量血泵样机的流量性能指标。血泵样机提供的磁力驱动力与电流呈正相关线性关系,并且在接入2.7 A的电流时,其数值大小即可满足驱动要求;在接入的直流电流为2.7 A且血泵驱动频率为80 次·min^-1时,一方面通电螺线管与血液接触的内表面温度上升1 ℃后平稳在27 ℃,另一方面除了前、后负荷压差达到70 mmHg及以上,血泵样机流量均大于3.0 L·min^-1。该直流电磁驱动血泵满足离体器官灌注和体外循环短期辅助的临床要求,且对体外循环血泵的发展具有重要意义。     

利用简单多普勒流量计长期监测左心辅助泵的搏出量的探讨

安装左心辅助泵以后,测量泵的实际搏出量是非常重要的。所采用的方法必须不易引起血栓,从而不使病人增加额外的危险;而且也要能适合长期连续监护。本文探讨了利用简单多普勒流量计来测量左心辅助泵搏出量的可行性和方法。对于我们研究室现行安装于小牛的左心辅助泵,用本方法经静态测试和在模拟循环系统中的动态测试,并与电磁流量计相比较,证明把探头安放在泵的出口管道处,不但可以定量地监测泵的搏出量,而且比较搏出流量曲线的变化,可以用于诊断泵以及连接管道中的一些故障。如血栓形成以至于管道内堵塞、机械瓣关闭故障等。在安装左心辅助泵的动物存活实验中,我们利用该多普勒流量计对血泵的搏出量进行监护,进一步证实了这是一种比较实用而有效的方法。     

大肠杆菌内毒素休克狗体循环血液动力学变化及山莨菪碱(654)抗休克作用机理的初步探讨

一、以盐水(N.S.)注射为对照,动态观察了大肠杆菌内毒素(E.T.)休克狗体循环血液动力学的变化。注N.S.(n=7)后,动物的血液动力学无明显改变。注E.T.(n=14)后,在体动脉血压(SAP)即刻急剧下降(与休克前相比,-93.4±5.2mmHg,P<0.001,MISE,下同)的同时,心率(HR)减慢(-43.7±6.7次/分,P<0.001),每搏排血量(SV)减少(-4.0±1.2毫升/搏,P<0.01),每分心搏出量(CO)减少(-1.09±0.13升/分,P<     

推拿颈动脉窦降低体动脉压数学模型研究

颈动脉窦在不同的压力刺激下会对体动脉压及其它生理参数产生不同的影响.本文利用Ursino的短期调节动脉压的血液动力学模型,讨论了颈动脉窦在不同方波脉冲压推拿刺激下,体动脉压降低的特点.结果显示,方波脉冲的占空比不同,体动脉压下降的幅度,舒张压与收缩压之差及每搏心输出量都有不同的变化.     

主动脉内气囊反搏和左心室辅助装置两用驱动装置研究的初步报告

我们发展了一种"IABP和LVAD两用控制驱动系统"而这种系统目前还未见任何报道.本文主要介绍此系统的驱动装置部分的工作原理,以及其在体外用于IABP和用于LVAD模拟实验的结果.通过一系列的体外模拟实验证明本装置可以驱动各种类型(单腔和双腔)和容积(10～40ml)的主动脉内气囊和驱动各类血泵,而当血泵外周阻力16kPa时搏出容积>3L/min.其即可以满足IABP驱动也可以满足LVAD的驱动,且性能稳定可靠、操作简单、维修方便.     

SHANGHAI—1型左心辅助泵的制作及其离体和在体评价

本文介绍了一种气动隔膜式左心辅助泵,内容包括:血泵设计,制造,材料,及其制作过程中的质量控制等。此外,还对该血泵的各项性能指标在体外模拟循环实验和动物存活实验中进行了系统的研究。研究结果表明:该血泵有设计合理,结构紧凑,装拆方便,零部件互换性好等优点,可短期用于动物实验。但还存在制泵材料物理性能欠佳,实验后发现微裂痕等问题。预期,经近一步改进和完善,提高抗凝性能,今后有可能应用于临床。     

新型磁耦合式轴流血泵

为了更好地解决旋转式叶片血泵的密封问题,本文中采用磁耦合驱动方式。设计、加工一小型轴流血泵。血泵由泵体、直流无刷电机、叶轮、一对磁片、隔膜、导流槽和支撑架等部件构成。总长度125mm,容积147ml,材料是TC4钛合金,总重量380g,体外和在体试验中分别测试血泵的动力学输出、密封、产热和血液破坏等性能。结果显示：（1）体外试验中,血泵旋转速度8000rpm时输出为6.8L/min、120mmHg。（2）在120小时的连续动转过程中,血泵的表面温度变化较小;密封性能也较好。（3）24小时的在体试验中,血浆中游离血红蛋白含量逐渐增大,纤维蛋白未发生明显变化;除血泵的进出接口处和动物肾脏发现微小血栓外,脑部和其它腹部脏器未发现血栓。     

磁耦合驱动搏动式血泵的可行性研究

目的提出一种磁耦合驱动搏动式血泵结构并验证其可行性。方法基于磁场传递往复作用力模型以及推拉互挽式结构设计磁耦合驱动搏动血泵,通过建立磁力驱动模型,计算耦合力大小,制作样机并对样机进行体外循环模拟试验,获得压力和流量实验数据。结果采用生理盐水作为循环介质,固定后负荷,增加前负荷,血泵输出量减少,没有明显线性趋势;固定前负荷,增加后负荷,血泵输出量减少,且具有一定线性趋势。设置驱动频率为75次/min时,调节前、后负荷改变范围分别为0.665~3.990 k Pa(5~30 mm Hg)和5.320~11.970 k Pa(5~30 mm Hg),可使输出量在保证线性关系条件下达到2.0~3.1 L/min。结论该搏动式血泵流体力学特性基本满足体外膜肺循环的需要,仍需进一步研究和改进;研究结果具有重要的应用前景,尤其对替代目前临床体外膜肺氧合设备的血泵装置具有重要意义。