磁悬浮离心式心室辅助装置的体外溶血测试**

背景：心室辅助装置已广泛应用于心力衰竭患者的治疗。虽然有不同的血泵在国外应用于临床,却很少在国内应用,主要原因是其价格太高。因此在国内研制相对价格较低的能应用于临床的自主血泵迫在眉睫。 目的：测试置入式磁悬浮离心心室辅助装置主体血泵的溶血性能。 方法：通过计算流体力学方法,对磁悬浮离心式心室辅助装置主体血泵内部流场做初步分析。血泵在后负荷100 mm Hg     (1 mm Hg=0.133 kPa)、流量5 L/min 情况下,通过体外模拟血循环系统驱动羊血测试血泵体外溶血性能,计算血泵实际标准溶血指数NIH。 结果与结论：在设计工况下计算流体力学结果显示血泵内部流线平稳,整个流道内部壁面剪切力均在68.5 Pa以下,内部静压力分布均匀,过渡平稳,没有不良区域出现。体外溶血实验测得标准溶血指数NIH值为(0.075±0.017) mg/L。提示血泵驱动叶片及内部流道设计合理,同第3代血泵相比有较好溶血性能。血泵实验期间无不良状况发生,可以进行下一步长期的动物体内实验,进而评估血泵体内血流动力学性能和血泵置入对实验动物脏器的影响。     

早产儿和新生儿的血液滤过和血浆提取法

受技术条件的限制,体外解毒法对新生儿几乎是不适用的。文中报告了用小型化血泵组件进行的新生儿血液渗析,血液滤过及血浆提取试验。对三名由不同病因造成的急性肾衰竭早产儿(两名Rh因子新生儿流血,一名血蛋白过少症)用双头泵、特殊管道系统及小模型完成了十三次单孔血液滤过和六次单孔血浆提取。病者的年龄分布在1～14天,体重介于800～2800克。以四条脐静脉和两条股静脉作为血管的入口。单孔血液滤过时平均超滤率是0.3毫升/分,单孔血浆提取的血浆滤过率是1.3毫升/分。所有处理均有良好的耐受性,四     

人工心脏输出流量和压力的神经网络估算法

人工心脏的输出流量和压力是血泵设计及运行的重要特性参数 ,其测量精度和方法直接关系到人工心脏在动物实验及临床中的实际应用效果。本文提出了一种新的测量方法 ,即用神经网络从叶轮式人工心脏电机驱动参数换算血泵的流量和压力。与传统的测量方法相比 ,本方法具有如下特点 :(1)无创性 ,不会对血液造成破坏 ,同时减少了感染机会。 (2 )结构简单 ,省去了流量计和压力计 ,便于人工心脏完全植入体内。     

基于粒子图像测速技术的血泵内流场研究

自制外触发同步系统,应用二维粒子图像测速技术技术(PIV)实现了流线型叶轮血泵和直叶片叶轮血泵的内流场的测量,并分析叶轮设计和运行条件对血泵内流场和血液相容性的影响.实验结果表明:基于外触发同步的PIV系统实现了对血泵同一流道的流速信息的连续采样;血泵内的绝对速度和相对速度分布随着叶轮设计、流量和进出口压差而改变.在设计工况(4 L/min,100 mmHg)下,流线型叶轮血泵流道内的流动模式较为规则,而直叶片血泵的流动模式则出现了明显的旋涡、回流和流动分离等现象.根据血液动力学理论,在设计工况下,流线型叶轮血泵具有较好的血液相容性.     

由驱动参数换算血泵流量的方法(摘要)

在左心辅助动物实验中,血泵流量的测量,无论对血泵或实验本身,都是十分重要的。过去本研究室用电磁流量计或多普勒流量计测泵流量,都必须将探头装在血泵进口或出口的管道上,但在血泵内植时增加一根经皮导线,不宜     

盐酸小檗碱对基础代谢的影响

盐酸小檗碱是黄连、黄柏等中药的化学成分,据报道对动物有降压、镇静、降体温等作用。本文报告对其基础代谢的影响。 动物用小鼠(21～29克)和大鼠(137～226克),雌雄不拘,随机分组,每组5只。按Haldane's改良法,先于动物代谢室内给氧(小鼠10毫升,大鼠20毫升空气/只),测定耗氧时间,再腹腔注射给药(生理盐水溶液),于给药后0.5、1.0、2.0小时各测定一次耗     

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。     

具有分流和悬臂叶片尾导的轴流血泵设计分析

根据中国终末期心衰患者对左心辅助泵辅助人体血液循环的要求,设计以3 L/min流量、100 mm Hg压升为设计点,流量范围为2～7 L/min的微型可植入轴流血泵。该血泵采用纺锤形的转子叶轮结构以及带分流叶片、悬臂叶片的尾导结构,以使血泵在较宽的压力流量范围内具有良好的溶血和抗血栓特性。本文用数值模拟及粒子成像测速(PIV)的方法分析血泵的水力学特性、流场及溶血特性。结果表明:血泵转速为7 000～11 000 r/min时,在2～7 L/min的流量范围内可提供60.0～151.3 mm Hg的压升;分流叶片抑制了尾导的尾缘吸力面处的流动分离;悬臂式叶片结构将转子叶片的叶尖间隙变为尾导叶片的叶根间隙,间隙的切线速度由6.2 m/s降至4.3～1.1 m/s;血泵的最大标量剪切应力值为897.3 Pa,平均剪切应力值为37.7 Pa;采用Heuser溶血模型得到的溶血指数为0.168%;PIV试验所得泵内尾导区域的流场速度分布与数值计算得到的流场特征吻合良好。本研究所设计的轴流血泵的尾导具有分流叶片和悬臂叶片,流道内血流无较大分离流动,降低了剪切力对血液的破坏,溶血性能良好,压力流量性能满足临床需要。     

用计算机操纵心室辅助装置的体外试验

为了评价用于临床的血泵设计,常需进行动物实验,每项实验都需持续数日,而且仅当应用一个性能很好的血泵时,才可能产生有意义的数据。用人工调节摸拟回路,恰当描述泵的特征而进行的试验是十分费时而枯燥的。为了摸拟泵经历的生理环境,试验将涉及多项泵的控制参量作为循环变量。但只要编好适当的     

气动式左心辅助泵气室密封工艺的改进

空气驱动式左心辅助泵血泵部分与气室部分之间的密封方法,一直是泵研制者关注的问题.广东省心血管病研究所研制的左心辅助泵(罗叶泵)由原来设计的螺栓密封改进为树脂螺纹套密封,泵体积在有效容积不变的情况下,外尺寸大大缩小,密封性能也大幅度提高.改进后的左心辅助泵通过了200多天的体外模拟试验及活体动物试验,结果显示泵的血流动力学性能良好、气动驱动性能也正常,性能达到设计要求.     

左心辅助泵的制作及体外模拟实验

本实验表明了用浸渍成型法制作的气动隔膜式血泵工艺简单、易于改型,并对血泵泵壳和隔膜的厚度与强度、刚性之间的关系进行了探讨。由此制作出的血泵体外模拟实验测试结果满意、实验血泵产生的动脉腔压力波形接近生理状态,从而为以后的动物实验和临床使用提供了实验依据。     

脉动流低溶血叶轮血泵

采用特殊设计的扭曲叶轮,研制成脉动流叶轮血泵,当叶轮转速周期性改变时,产生出符合生理要求的脉动血流。由于血细胞的速度变化达极小,泵内紊流切应力也达极小,所以血泵达最佳的溶血性能。血泵输出的平均流量和压力,由输入电机的方波电压的平均值决定,与脉动频率基本无关。为了达到40mmHg的压力脉动又不产生返流,需要40％的收缩期和5V的电压脉动。脉动流叶轮血泵同时在收缩期排血和充盈,跟隔膜血泵不一样。在实验室作溶血比较时,脉动流叶轮泵的溶血约为自制隔膜泵的1/6和丹麦产Polystan脉动泵的1/13;动物试验中,脉动流叶轮泵工作20小时,试验动物体内血细胞计数,血色素和红细胞容积均下降得不明显,血浆游离血红蛋白保持在50mg％以下。     

往复式电磁铁驱动搏动式血泵的可行性研究

目的为了得到更适合血液循环的动力装置,提出一种用于体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)系统由电磁铁驱动的搏动式血泵,并研究其可行性。方法首先利用电磁原理设计出电磁驱动机构,主要部件包括对称的两个电磁铁和压簧,两个电磁铁交替通电下使得动铁芯往复运动;利用容积控制原理,泵腔在动铁芯的驱动下收缩舒张;然后根据上述原理设计出血泵模型,包括电磁驱动部件和泵腔;最后建立包括血泵、电路控制部分、示波器、加速度传感器、输入输出管路和储液池的试验台,对血泵模型进行驱动力和流量输出测试。结果血泵模型在通电电压7～12 V时动铁芯的初始驱动力为2. 97～8. 00 N。血泵模型产生的初始驱动力与工作电压呈正相关非线性关系,当通入电压12 V时血泵模型初始驱动力满足要求。当前压与后压为0、频率80次/min、工作电压7～12 V时的流量输出为0. 97～3. 81 L/min。当前压与后压为0,工作电压12 V、频率60～90次/min时的流量输出为3. 1～3. 8 L/min。当工作电压12 V、频率80次/min、前压0～40 cm H2O和后压50～110 cm H2O时的流量输出为0. 55～3. 59 L/min。血泵流量与工作电压和频率呈正相关,与后压呈负相关,与前压无显著性相关。结论往复式电磁铁驱动搏动式血泵基本满足ECMO临床要求,具有广泛的应用前景,对体外循环血泵的发展具有重要意义,但仍需进一步研究和改进。     

叶轮设计对叶轮式人工心脏溶血性能的影响

为了评价人工心脏的叶轮设计对血泵溶血性能的影响 ,笔者设计加工了叶片角和叶片数分别为(2 0° ,6 )、(30° ,6 )、(40° ,6 )、(30°,5 )和 (30°,7)的五个对数螺线等角叶轮 ,并基于不同扬程和流量下的体外溶血试验 ,探讨了叶轮设计参数与血泵溶血性能之间的相关性 ,从而系统地评价血泵各设计及运行参数对溶血破坏的影响 ,获取了血泵最佳设计参数及运行工况点等重要数据。实验结果表明 :血泵采用叶片角为 30°的六叶叶片 ,进出口压力差 10 0mmHg ,流量 4L/min时 ,其对血细胞破坏最小。     

自制轴流血泵溶血实验

在XZ-Ⅱ型轴流血泵基础上,通过计算机流体辅助设计,改进研制出XZ-ⅡA型轴流血泵,之前对其结构、材料、产热和动力学输出性能等做过论述[1],但是其体外溶血性能以及在体适应性都没有检测。这里通过体外模拟循环实验,初步检测XZ-ⅡA型轴流血泵体外溶血性能,通过动物在体实验衡量其在体适应性。试验测得XZ-ⅡA型轴流血泵体外实验NIH值为(0.0473±0.0165)mg/dL。四例实验动物16h在体辅助无机械故障,血泵辅助后实验动物血液FHb开始上升,平均最高达到(32.06±4.64)mg/dL。XZ-ⅡA型轴流血泵实验结果与国外同类型血泵比较不是很理想,应用于临床前仍需做大量改进。     

Ⅰ型血泵左心辅助循环动物实验研究

为了对Ⅰ型血泵进行深入研究以便在此基础上进行改进，我们选择９只心脏正常犬进行左心辅助动物实验，以验证该泵的血液动力学输出性能、对心脏的辅助功能及对血液的破坏程度。在动物实验中，血泵放入胸腔内，进口通过静脉插管经左心房耳插入左心房，出口经过动脉插管插入升主动脉。输液、测试、辅助管路接通后，控制血泵的辅助流量为心输出量的２５～３０％左右。结果显示：１．辅助流量在５００～６００ｍｌ／ｍｉｎ时，主动脉收缩压可达１３０ｍｍＨｇ，证明Ⅰ型血泵输出性能满足辅助时生理血液动力学要求。２．辅助后，主动脉舒张压和心脏总输出量均升高，提示此血泵对冠状动脉血流量的增加及心脏泵血具有辅助功能。３．辅助４小时后，血浆中游离血红蛋白含量由２．４ｍｇ／ｄｌ升高到３．１ｍｇ／ｄｌ，纤维蛋白未发生明显变化，说明此血泵对血液有较轻的破坏     

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。     

轴流血泵对心衰动物的辅助试验研究

选择 2 0只雄性健康成年绵羊 ,采用结扎冠脉方法建立心衰模型后 ,随机分为两组 ;心衰后实验组运用自制轴流血泵进行左心辅助 ,分别在结扎冠脉前、心衰后和左心辅助 1h测量两组动物各项血液动力学参数 ,探讨血泵的动力学输出和对衰竭心脏的辅助功能 ,并取标本进行光、电镜检查。通过测试实验组血液的FHB、Fib和主要器官的栓塞情况 ,观察血泵对血液的破坏程度。结果得出 :(1)选择性结扎冠脉比较适合作为LVAD的左心衰动物模型。 (2 )血泵的压力、流量输出能够达到辅助要求 ,血泵辅助流量可占总流量的 10 0 %。 (3)并联于左心房和腹主动脉的血泵是通过部分分流和提高主动脉舒张压方式促进心肌的恢复 ;病理检查结果与血液动力学结果推测一致。 (4 )实验组短期在体试验辅助 2 4h ,标准溶血指数NIH为 0 .0 8g/ 10 0L ,试验结束肾脏有散在白色斑块 ,血泵的进、出口与管道接口处覆盖一层薄薄白膜 ;血泵表面温度变化较小。     

离心型人工心脏电动叶轮血泵的的左心室辅助动物长期存…

自制离心型人工心脏电动叶轮血泵在１８头小化牛身上行左心室辅助存活试验，其中有三头实验牛分别存活６２、５４、４６ｄ，试验期动物血液参数和器明显变化，证明该装置的血液相容性已经达到设计要求，动物死亡或实验终结，均由血泵内轴承磨损引起。因此，研制磁力轴承替代机械轴承，以避免机械磨损，是实现离心型人工心脏电动叶轮血泵突破性进展的关键。     

离心型人工心脏电动叶轮血泵的左心室辅助动物长期存活试验研究

自制离心型人工心脏电动叶轮血泵在１８头小公牛身上行左心室辅助存活试验，其中有三头实验牛分别存活６２、５４、４６ｄ，试验期动物血液参数和器官功能无明显变化，证明该装置的血液相容性已经达到设计要求，动物死亡或实验终结，均由血泵内轴承磨损引起。因此，研制磁力轴承替代机械轴承，以避免机械磨损，是实现离心型人工心脏电动叶轮血泵突破性进展的关键。