基于双弹性腔的左心循环系统的建模与仿真

揭示循环系统的生理病理机制,建立左心与动脉系统耦合的动力学电路模型.用状态变量分析法建立左心循环电路模型的数学模型,利用Matlab/Simulink工具对这一数学模型进行建模仿真,并用图形用户接口(GUI)界面进行参数输入.最终得到左心室容积、左心室压力、左心房压、主动脉压和主动脉血流的时间曲线,主要的特征数据和波形曲线与实际的生理情况相符.

左心循环系统的建模与仿真

将左心模型与四元件的动脉系统Windkessel模型耦合,构成左心-动脉系统交互的左心循环系统模型。模型包括左心房、左心室、二尖瓣、动脉瓣和动脉系统,实现了对左心循环系统的血流动力学模拟。应用状态空间法和SIMULINK框图模型法两种技术和MATLAB工具,进行了数学建模和数值计算,具有模型直观、容易实现、方便调节参数等优点。应用这一仿真模型,可以对左心室容积、血压及主动脉血压和血流等进行动态模拟。仿真结果与生理实际情况相符。

新型左心室循环辅助装置iVAC 2L在高危经皮冠状动脉介入治疗中的应用

目的评估新型左心室循环辅助装置iVAC 2L在我国高危经皮冠状动脉介入治疗(PCI)中应用的有效性和安全性。方法纳入2022年9月至2023年3月镜湖医院完成的5例(共6例次)于新型左心室循环辅助装置iVAC 2L支持下的PCI。入选患者均经心外科评估为外科手术高危的冠心病患者。分析患者的临床基本资料、术中数据、iVAC 2L相关并发症及30 d的随访数据。结果5例患者均成功置入和撤除iVAC 2L,其中3例在首次iVAC 2L的辅助下完成完全血运重建;1例因不能配合完成长时间手术,首次PCI中断,1个月后iVAC 2L支持下再次手术实现完全血运重建;另1例因血管条件差终止PCI。6例次PCI期间iVAC 2L均提供了有效支持,手术过程中患者生命体征平稳,血流动力学支持成功率100%,未发生iVAC 2L相关并发症,30 d主要不良心脑血管事件(MACCE)发生率0,30 d随访患者生存率100%。结论新型左心室循环辅助装置iVAC 2L能够在高危PCI术中提供有效安全的支持。

新型气动左心辅助循环装置动物存活实验

目的 应用自行研制的气动左心辅助泵 (罗叶泵 )进行动物存活实验 ,探讨其对血流动力学、血液有形成分和肝肾功能的影响及其临床应用的可行性 ;方法 健康山羊 12只 ,体重 2 9.7～ 39.4kg ,平均 34.1kg ,从左心房至降主动脉间转流 ,进行左心辅助循环 (LVAD) ,辅助频率为 6 0次 /分 ,流量为 2～ 3L/min ;结果 本组山羊LVAD时间为 13～174小时 ,平均 89小时 ,LVAD过程中 ,动物血压、中心静脉压稳定 ,尿液正常 ,肝肾病理检查未见坏死及出血灶 ;肌酸激酶同功酶、乳酸脱氢酶在辅助 4 8小时较术前明显升高 ,分别为 396 8.70± 15 6 1.2 5U/L ,2 0 18 0 0± 6 4 9 12U/L ,但 72小时后逐渐恢复正常 ,游离血红蛋白LVAD 4 8小时为 4 81 12± 116 .16mg/L ,在LVAD 72小时降至正常范围 (2 91.13±12 1.13mg/L) ;结论 罗叶泵能有效地维持血流动力学稳定 ,性能稳定、可靠 。

基于二尖瓣时变电阻模型的左心血液循环系统建模与仿真

改善传统血液循环系统数值仿真研究中关于二尖瓣流量的模拟仿真,充分考虑二尖瓣反流的客观存在性,并对二尖瓣动力学特性及二尖瓣运动在血液循环中的影响作用进行深入研究.根据血液动力学和电学网络的等效关系,提出基于时变电阻的二尖瓣电路模型,同时考虑血液在左心室的惯性及二尖瓣闭合的滞后性,建立改进型的左心血液循环系统等效电路模型.根据电学分析原理,求得该等效电路的状态微分方程数学模型.应用Matlab对数学模型进行建模仿真,结果得到更加符合生理要求的二尖瓣流量仿真曲线.二尖瓣流量分为3部分：舒张期的正向流量、收缩期关闭反流量和泄漏反流量.并且,二尖瓣流量充满心脏舒张的整个时期.在收缩期,可以明显看到正常反流延迟二尖瓣跨瓣压差,时间为50-80 ms.该研究揭示了二尖瓣在收缩期闭合速度和闭合质量对二尖瓣反流流量的影响.

长时间左心辅助循环成功经验探讨

目的 对长时间左心辅助循环成功经验进行探讨。方法 于 2 0 0 2年 7月 9日对 1例冠状动脉搭桥术加二尖瓣置换术后出现严重低心排的患者施行左心辅助 ,共 2 3小时 40分。结果 抢救成功。结论 左心辅助作为一种安全有效和可信的救治衰竭心脏的方法 ,其成功应用有以下 4要素 :应用时机和患者选择 ;装置的选择及其表现 ;操作左心辅助医生对左心辅助理论的理解和对临床情况的判断力 ;

使用离心泵进行左心辅助循环的体外测试

目的了解离心泵行左心辅助循环时对血液动力学的影响，以及自制辅助引流管道的最大辅助流量。方法在体外测试台上进行离心泵左心辅助循环测试。结果相同的心率相同的辅助流量，起始自心流量较低者较自心流量高者可获得较高的动脉压；相同的起始自心流量相同的辅助流量，在心率低时可获得较心率高时更高的动脉压。结论影响左心辅助的因素有辅助管的内径、辅助时心率、转流率和体重。

左心辅助循环对血液流变性的影响

左心辅助循环（ＬＶＡＤ）是治疗严重左心衰竭的一项重要措施，在临床上起到了显著的效果。然而，左心辅助循环是一种非生理性的体外循环，它对整个机体会产生许多不利，而最直接最严重的是对循环系统的影响。本文采用本所研制的新型左心辅助━━罗叶泵，在动物体内进行模拟应用，研究其对血液流变性的影响。实验动物为山羊，共１０只，平均体重４３．５ｋｇ，分别在转流前及转流后６小时，测定血液流变学各项指标。结果显示：在辅助循环后全血粘度及血浆粘度在切变率为 １．２４３５Ｓ－１、２３Ｓ－１及 １２５Ｓ－１的三种条件均下降；在弹性指标方面，除损失角δ在辅助循环后轻度上升之外，动弹性模量和损耗弹性模量在切变率为０．９７３Ｓ－１、１．７９９Ｓ－１及 １１．３４Ｓ－１三种情况下均降低；红细胞的刚度ＴＫ值上升，在低切变率下与高切变率下全血表观粘度的比值Ａ１以及在低切变率下全血表观度与血浆粘度比值Ａ２均比术前低。以上结果反映了血液对ＬＶＡＤ的急性反应。说明ＬＶＡＤ的早期将对血液流变性产生较大的影响。

气动带瓣导管泵左心辅助循环装置的急性动物实验

目的:了解气动带瓣导管泵左心辅助循环装置在左心辅助循环时的血液动力学变化及效果。方法:12条犬,造成严重左心衰竭模型,用气动带瓣导管泵左心辅助循环装置进行左心辅助循环并观察其血液动力学变化。结果:实验犬全身循环血流量平均增加0.63±0.08 L/min(P<0.001)。平均主动脉压和主动脉舒张压升高1.2±0.3 kPa(9.2±2.3 mmHg)和1.7±0.1 kPa(13.1±1.1 mmHg)(P<0.001)。左心室收缩压和左心室舒张末压下降1.5±0.1 kPa(11.5±1.2 mmHg)和0.80±0.02 kPa(6.1±0.5 mmHg)(P<0.001),左心负荷减少。结论:实验结果提示,用1号泵管气动带瓣导管泵左心辅助循环装置对实验犬严重左心衰竭时的左心辅助循环取得了较好效果。该装置应用可靠,操作简便。

左心机械辅助循环的临床应用

左心机械辅助循环的临床应用中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，中国协和医科大学阜外心血管病医院孙寒松综述朱晓东审校左心辅助循环（ＬＶＡ）是将左心的血引入主动脉，以减少左心室的前后负荷，即使左心室做功减少，体内重要脏器的供血也能得到保障。随...

左心辅助循环的发展与应用

左心辅助循环是指在一定时间内，使用机械方法部分或完全替代左心做功，减少左心负荷和氧耗量，增加心肌血供，改善心肌代谢，使左心得以休息，有利于左心功能恢复。

左心辅助循环对慢性心衰心肌炎症细胞因子及基质胶原代谢的影响

目的通过建立羊慢性心衰（chronic heart failure，CHF）动物模型以及心衰后应用国产心室辅助装置辅助循环，测定心肌肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），白细胞介素1，6（interleukin-6，1β，IL-6，1β），膜型基质金属蛋白酶1（membrane typel-matrix metalloprotease，MT1-MMP）的变化，探讨心室辅助治疗后心衰心肌功能恢复的有关分子机制。方法通过快速右心室内膜起搏4～5周建立羊慢性心衰动物模型10只，随机分为对照组和实验组各5只，实验组行左心辅助（left ventricular assist devices，LVAD）循环治疗（36±8）h，辅助结束后两组动物开胸取左心室心尖组织液氮速冻后-70℃保存。两组心肌组织行TNF-α和MT1-MMP荧光定量逆转录聚合酶链式反应检测（quantitative reverse transcription-polymerized chain reaction, QRT-PCR），IL-6，IL-1β行半定量逆转录聚合酶链式反应检测（RT-PCR），同时做TNF-α，胶原Ⅰ、Ⅲ免疫组化染色。结果与对照组比较，心室辅助循环后实验组心肌TNF-α，TI1-MMP mRNA水平明显降低（P〈0．01），IL-6，IL-1βmRNA水平也明显下降（P〈0．05），免疫组化染色显示心肌细胞体积减少，TNF-α，collagenⅠ染色明显降低（P〈0．05）。结论心室辅助循环能减低慢性心衰心肌组织TNF-α、TI1-MMP、IL-6、IL-1βmRNA表达水平以及TNF-α，胶原Ⅰ蛋白合成水平，抑制不利的心肌重塑，改善心肌功能。

应用于零维左心血液循环的二尖瓣模型的研究

提出一个可以准确合理地模拟二尖瓣动力学特性的瓣叶运动流阻模型。考虑影响二尖瓣瓣叶运动的跨瓣压差和血流推力,建立二尖瓣运动的控制方程,提出依赖于瓣叶打开角度θ的瓣叶运动流阻模型,把该模型应用于零维左心血液循环系统,得到血液动力学特性。在保持心输出量和反流分数一致的条件下,比较该模型、瞬态关闭的阶梯流阻模型和经验指定的时变流阻模型。结果发现,瓣叶运动流阻模型能反映瓣膜关闭过程中的血液动力学,如压差和流量的滞后性以及关闭流量,同时该模型可以通过调整单位转动惯量跨瓣压差影响系数Kp和血流影响系数Kb的大小,改变瓣膜打开过程和关闭过程所需时间,瓣膜打开和关闭时间分别为50.0和40.2 ms。该模型可弥补阶梯流阻模型中忽略瓣膜运动过程的瞬态关闭的缺点,同时也能避免时变流阻模型中关闭起始时间的不合理性。此模型较为合理准确地模拟二尖瓣关闭过程的动力学特性,且简单易控制。

电磁辐射下的左心动脉循环系统的建模与仿真

分析了电磁辐射对心血管系统的生物效应。介绍比较三种心血管系统的不同电网络模型,并在其中一种模型的基础上确定出新的心血管系统电网络模型——左心动脉循环系统。应用状态空间法对其进行了仿真,仿真结果与生理实际情况大致符合,证明左心动脉循环系统电网络模型也能实现对心血管系统的血流动力学模拟。

左心机械辅助循环临床应用的现状和展望

左心辅助循环是纠正左心衰竭的有力手段。临床上左心辅助循环装置（ＬＶＡＤ）有离心泵、搏动泵、轴流泵和滚压泵，根据各自适应证和并发症正确选用是决定左心辅助循环临床疗效的重要因素。微型轴流式左心辅助泵经体表动脉途径植入，不需开胸，准备迅速，手术创伤小，是临时应急ＬＶＡＤ的发展方向，但制造要求极高，尚未临床推广。搏动泵经改进后机械性能更可靠，血栓栓塞形成率下降并实现完全植入，有望发展成永久性ＬＶＡＤ以部分甚至全部代替同种异体心脏移植。

左心辅助循环装置的临床应用

左心辅助循环装置的临床应用广东省广州市第一人民医院心脏外科仝连伟综述中国医学科学院阜外医院外科朱晓东审校左心辅助循环装置（ＬＶＡＤ）首次［１］应用于临床抢救严重左心衰患者以来，已有三十余年的历史，抢救成功率已达２８％～７２％［２，３］。其应用范围，从...

左心室辅助循环对急性左心衰竭犬肿瘤坏死因子α和核因子κB的影响

目的观察左心室辅助循环对急性左心衰竭犬肿瘤坏死因子α（TNF-α）和核因子KB（NF-κB）的影响，以探讨左心室辅助改善心力衰竭作用机制。方法23只实验犬完全随机分为3组：实验组9只，对照组9只和假手术组5只。实验组：急性左心衰竭后行左心室辅助循环；对照组：心力衰竭形成后不进行左心室辅助；假手术组：只开胸未行其他处理。于术后3b将动物处死，用酶联免疫吸附测定法检测血清TNF-α和免疫组织化学法检测心肌组织NF-κB的表达。结果对照组的TNF-α和NF—KB表达较实验组明显增加，心力衰竭60、180min时，差异有统计学意义[TNF-α 60min：（2．19±0．22）ng／L比（1．58±0．22）ng／L；180min：（2．23±0．27）ng／L比（1．73±0．27）ng／L，P〈0．01。NF—κB60min：（0．30±0．02）比（0．19±0．01）；180min：（0．35±0．04）比（n22±0．02）]。结论左心室辅助通过抑制急性心力衰竭后TNF-α和NF—κB的表达，保护心肌细胞并抑制继发性损害的发生，认为是左心室辅助改善心力衰竭作用机制之一。

左心室辅助循环驱动系统的研制

简要介绍了左心室辅助循环驱动系统的工作原理，着重介绍了该系统的总体设计，包括系统硬件的组成、软件模块设计，以及元器件选择和试验结果。