[发明专利]人工心脏耦合搏动式左心室的心室内流场体外测试系统

说明书

一种人工心脏耦合搏动式左心室的心室内流场体外测试系统，包括：人工心脏、左心室模型、密闭储液槽、左心室脉动激励装置、压力传感器、开放储液槽、顺应性装置、两个单向机械双叶瓣膜、粒子成像测速装置及5段管路；左心室模型固定于密闭储液槽中，并通过第一管路连接开放储液槽，开放储液槽通过第二管路连接顺应性装置，顺应性装置通过第三管路与第四管路、第五管路连接，第四管路连接人工心脏出口，人工心脏入口连接左心室模型的心尖位置，第五管路与左心室模型主动脉位置连接；压力传感器连接于左心室模型，两个单向机械双叶瓣膜设置在左心室模型内，左心室脉动激励装置与密闭储液槽连接；粒子成像测速装置显示左心室模型内的流动情况。

技术领域

本发明涉及一种人工心脏耦合搏动式左心室的心室内流场体外测试系统，尤其是涉及一种能够在体外测试人工心脏支持下具有个体化差异患者的心室内流场的实验装置。

背景技术

人工心脏(又称心室辅助装置或机械循环辅助装置)的作用是对危重症心衰患者的血液循环系统进行循环支持，目前临床上已经用于急性心力衰竭、心源性休克患者的短期辅助，心脏移植前过渡支持治疗或者长期辅助治疗，是心脏移植之外最有效的替代治疗手段。

虽然人工心脏在临床上应用越来越广泛，但仍存在较多的、严重的不良事件增加着患者的生存风险、生存质量，其中溶血(包括胃肠道出血)和血栓(包括泵内血栓和栓塞)等血液破坏是在已经临床应用的人工心脏中的不良事件之一。研究表明血液破坏与血液流动状态有关，人工心脏高速旋转产生的流场，不可避免会改变心室内及主动脉内的流场，对血液会造成一定破坏，涡流、高剪切力、滞止流动等均会造成患者循环系统内的溶血和血栓或微栓形成。通过体外的流场显示试验(主要为粒子成像测速)验证人工心脏内的血液流动情况已经成为评价人工心脏抗溶血和抗血栓形成性能的重要手段，是评价人工心脏结构设计和流动设计是否优良的重要指标。

人工心脏不同工况下的水力学性能对心室内血液流动状态的扰动不同，在人工心脏和患者自体心脏的耦合作用下，心室内可能会出现引发溶血和血栓的血流流动状态。而且患者的心衰程度不同、心室大小与结构的个体化差异也造成了同一款人工心脏支持下心室内的流场不同，因此目前缺乏一种可以在体外显示人工心脏耦合不同心衰程度、不同个体化心室结构的心室内流场的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服目前人工心脏耦合个体化心衰患者自体心脏同时工作下心室内流场显示的不足，提供一种个体化的、体外的、且通用性强的人工心脏耦合搏动式左心室的心室内流场体外测试系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种人工心脏耦合搏动式左心室的心室内流场体外测试系统，该测试系统包括：人工心脏(1)、左心室模型(2)、密闭储液槽(3)、左心室脉动激励装置(4)、压力传感器(5)、开放储液槽(6)、顺应性装置(7)、两个单向机械双叶瓣膜(8、9)、粒子成像测速装置(10)以及5段管路；

人工心脏(1)、左心室模型(2)、压力传感器(5)、开放储液槽(6)、顺应性装置(7)以及5段管路形成循环回路，其中左心室模型(2)固定于密闭储液槽(3)中，并通过第一管路(P1)与开放储液槽(6)连接；开放储液槽(6)通过第二管路(P2)与顺应性装置(7)连接，顺应性装置(7)通过第三管路(P3)与第四管路(P4)、第五管路(P5)连接，第四管路(P4)与人工心脏(1)出口连接，人工心脏(1)入口连接至左心室模型(2)的心尖位置，第五管路(P5)与左心室模型(2)主动脉位置连接；

压力传感器(5)连接于左心室模型(2)，用于监测硅胶左心室模型(2)内的实时压力；

两个单向机械双叶瓣膜(8、9)设置在左心室模型(2)内，左心室脉动激励装置(4)与密闭储液槽(3)连接，通过左心室脉动激励装置(4)的电机驱动连接活塞的往复运动控制两个单向机械双叶瓣膜(8、9)启闭，实现硅胶左心室模型(2)内液体的排出与回流，从而实现左心室模型(2)的脉动；