[發明專利]人工心臟耦合搏動式左心室的心室內流場體外測試系統

在審

• 申請號: 202110650552.7
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN115468733A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 柳光茂;胡盛壽
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院阜外醫院深圳醫院(深圳市孫逸仙心血管醫院)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01P5/20
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青

一種人工心臟耦合搏動式左心室的心室內流場體外測試系統，包括：人工心臟、左心室模型、密閉儲液槽、左心室脈動激勵裝置、壓力傳感器、開放儲液槽、順應性裝置、兩個單向機械雙葉瓣膜、粒子成像測速裝置及5段管路；左心室模型固定于密閉儲液槽中，并通過第一管路連接開放儲液槽，開放儲液槽通過第二管路連接順應性裝置，順應性裝置通過第三管路與第四管路、第五管路連接，第四管路連接人工心臟出口，人工心臟入口連接左心室模型的心尖位置，第五管路與左心室模型主動脈位置連接；壓力傳感器連接于左心室模型，兩個單向機械雙葉瓣膜設置在左心室模型內，左心室脈動激勵裝置與密閉儲液槽連接；粒子成像測速裝置顯示左心室模型內的流動情況。

技術領域

本發明涉及一種人工心臟耦合搏動式左心室的心室內流場體外測試系統，尤其是涉及一種能夠在體外測試人工心臟支持下具有個體化差異患者的心室內流場的實驗裝置。

背景技術

人工心臟(又稱心室輔助裝置或機械循環輔助裝置)的作用是對危重癥心衰患者的血液循環系統進行循環支持，目前臨床上已經用于急性心力衰竭、心源性休克患者的短期輔助，心臟移植前過渡支持治療或者長期輔助治療，是心臟移植之外最有效的替代治療手段。

雖然人工心臟在臨床上應用越來越廣泛，但仍存在較多的、嚴重的不良事件增加著患者的生存風險、生存質量，其中溶血(包括胃腸道出血)和血栓(包括泵內血栓和栓塞)等血液破壞是在已經臨床應用的人工心臟中的不良事件之一。研究表明血液破壞與血液流動狀態有關，人工心臟高速旋轉產生的流場，不可避免會改變心室內及主動脈內的流場，對血液會造成一定破壞，渦流、高剪切力、滯止流動等均會造成患者循環系統內的溶血和血栓或微栓形成。通過體外的流場顯示試驗(主要為粒子成像測速)驗證人工心臟內的血液流動情況已經成為評價人工心臟抗溶血和抗血栓形成性能的重要手段，是評價人工心臟結構設計和流動設計是否優良的重要指標。

人工心臟不同工況下的水力學性能對心室內血液流動狀態的擾動不同，在人工心臟和患者自體心臟的耦合作用下，心室內可能會出現引發溶血和血栓的血流流動狀態。而且患者的心衰程度不同、心室大小與結構的個體化差異也造成了同一款人工心臟支持下心室內的流場不同，因此目前缺乏一種可以在體外顯示人工心臟耦合不同心衰程度、不同個體化心室結構的心室內流場的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服目前人工心臟耦合個體化心衰患者自體心臟同時工作下心室內流場顯示的不足，提供一種個體化的、體外的、且通用性強的人工心臟耦合搏動式左心室的心室內流場體外測試系統。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種人工心臟耦合搏動式左心室的心室內流場體外測試系統，該測試系統包括：人工心臟(1)、左心室模型(2)、密閉儲液槽(3)、左心室脈動激勵裝置(4)、壓力傳感器(5)、開放儲液槽(6)、順應性裝置(7)、兩個單向機械雙葉瓣膜(8、9)、粒子成像測速裝置(10)以及5段管路；

人工心臟(1)、左心室模型(2)、壓力傳感器(5)、開放儲液槽(6)、順應性裝置(7)以及5段管路形成循環回路，其中左心室模型(2)固定于密閉儲液槽(3)中，并通過第一管路(P1)與開放儲液槽(6)連接；開放儲液槽(6)通過第二管路(P2)與順應性裝置(7)連接，順應性裝置(7)通過第三管路(P3)與第四管路(P4)、第五管路(P5)連接，第四管路(P4)與人工心臟(1)出口連接，人工心臟(1)入口連接至左心室模型(2)的心尖位置，第五管路(P5)與左心室模型(2)主動脈位置連接；

壓力傳感器(5)連接于左心室模型(2)，用于監測硅膠左心室模型(2)內的實時壓力；

兩個單向機械雙葉瓣膜(8、9)設置在左心室模型(2)內，左心室脈動激勵裝置(4)與密閉儲液槽(3)連接，通過左心室脈動激勵裝置(4)的電機驅動連接活塞的往復運動控制兩個單向機械雙葉瓣膜(8、9)啟閉，實現硅膠左心室模型(2)內液體的排出與回流，從而實現左心室模型(2)的脈動；