人工血泵介绍
磁悬浮轴流式人工心脏血泵
磁悬浮轴流式人工心脏泵一、简介磁悬浮人工心脏泵是利用无机械接触的磁悬浮轴承的机械装置，一种部分或全部替代心脏泵血功能，帮助衰竭心脏完成血液循环功能，同时降低病人的心肌耗氧量，改善心肌收缩力，促进病人自身心脏机能的恢复。
二、发展历程从1953年5月，全球第一台体外心肺机为一名心脏手术患者实现26分钟的完全呼吸-循环支持开始，到如今体积小，结构简单可植入式人工心脏泵的研发，已经经历了60余年。
人工心脏泵的研发经历了三代，第一代是气动搏动泵，只能在医院使用几个月，泵的设计复杂，而且血栓发生率很高。
第二代是半植入式搏动泵和非搏动泵，病人可在院外使用，通常可用1到3年，但在泵的轴密封处、管道的连接处仍是血栓的高发部位。
第三代是磁悬浮人工心脏泵，大大降低了血栓溶血的发生几率。
在2006年第十三届国际旋转血泵会议上，用无机械接触的磁悬浮轴承代替血液浸润型机械轴承的心室辅助泵被公认为第三代心室辅助泵，该类血泵可用于永久辅助或为不能进行心脏移植的病人提供终极医疗，成为最有前途的人工心脏泵[1]。
三、临床应用磁悬浮心脏泵，由于体积小，结构简单，避免了血栓溶血问题，取得了很好的临床效果。
在国外，如德国INCOR公司的BerlinHeart、美国HeartMateⅢ、HeartQuest等[1]。
国内方面，近年人工心脏的研究也取得了突破。
北京工业大学心血管医学工程项目组常宇教授等人对人工心脏泵进行了一系列的研究，通过对磁流血泵柔性转子建模仿真，能够满足患者的生理活动的需求[2]。
设计了用于人工心脏泵爪极永磁步进电动机的结构与方法，可调节和控制血液输出的流量及压力，使其正常运转，稳定悬浮，避免温升过大[3]。
设计了血泵调速控制系统，能够检测血泵在不同生理状况下的供血需求，满足预期血泵调速设计要求[4]。
同时也进行了一系列血流动力学的建模与仿真，成功研制出并研发了BJUT-II系列的人工心脏辅助装置。
2013年4月20日在人工心脏泵研讨会上，中国科学院汪忠镐院士正式将其命名为人工心脏泵。
人工心脏泵的原理
人工心脏泵的原理一、引言人工心脏泵是一种用于代替自然心脏进行体外循环的装置，广泛应用于心脏手术中。
本文将介绍人工心脏泵的原理，包括其构造、工作机制以及应用场景。
二、人工心脏泵的构造人工心脏泵主要由电动机、泵体、控制系统以及能源系统等组成。
2.1 电动机人工心脏泵通常采用小型直流电动机作为动力源，其具有高效率、小体积和低噪音等特点。
电动机通过转动泵体中的叶轮来产生血液流动。
2.2 泵体泵体是人工心脏泵的核心部件，通常由生物兼容性高的材料如聚乙烯或聚氨酯制成。
泵体内部包含一个或多个叶轮，通过叶轮的旋转来产生血液的流动。
2.3 控制系统控制系统由微处理器和传感器组成，用于监测和控制人工心脏泵的工作状态。
传感器可以实时监测血液流量、压力和温度等参数，并将其传输给微处理器进行处理和反馈。
2.4 能源系统人工心脏泵通常需要外部能源供给，如电池或外部电源。
能源系统可确保人工心脏泵的连续稳定运行，以满足手术需要。
三、人工心脏泵的工作机制人工心脏泵通过模拟自然心脏的收缩和舒张运动，使血液在体外循环中保持流动。
其工作机制如下：3.1 吸入阶段人工心脏泵的叶轮开始旋转，泵体内部的腔室扩大，造成一定的负压。
此时，心脏泵会将附近的血液吸入腔室内部。
3.2 推出阶段叶轮继续旋转，泵体腔室收缩，血液被推向体外。
这一过程模拟了自然心脏的收缩运动，将血液推送到体外循环系统。
3.3 周期重复上述吸入阶段和推出阶段交替进行，模拟了自然心脏的舒张和收缩运动，使血液持续流动。
通过控制系统可以调节人工心脏泵的心率和泵送量，以适应不同的患者需求。
四、人工心脏泵的应用场景人工心脏泵广泛应用于心脏手术中，特别适用于以下情况：4.1 心脏衰竭人工心脏泵可暂时替代自然心脏的功能，为心脏衰竭患者提供血液循环支持，降低术中心脏负荷，促进术后恢复。
4.2 心脏移植在心脏移植手术中，为了保证供体心脏的有效保存和复苏，常常需要使用人工心脏泵进行体外灌注，并在移植过程中提供血液循环支持。
人工心脏的工作原理
人工心脏的工作原理人工心脏是一种可以替代病患心脏功能的医疗设备。
它通过精确的机械设计和高效的工作原理，使血液可以持续地循环，以维持患者的生命。
本文将详细介绍人工心脏的工作原理，并探讨其在临床上的应用。
1. 人工心脏的基本结构人工心脏一般由泵机和控制系统两部分组成。
泵机是核心部件，负责产生持续稳定的血液流动。
而控制系统则通过传感器监测患者的生理状态，并实时调节泵机的工作参数。
这种结构保证了人工心脏的可靠性和适配性。
2. 动力系统为了产生足够的血液流动力，人工心脏通常采用电动机作为动力源。
电动机通过旋转的方式带动泵机产生压力，推动血液流动。
为了确保电能供应的连续性，人工心脏通常配备了可充电电池或外部电源。
而且，现代人工心脏大多采用无线充电技术，方便患者的日常使用。
3. 血流路径人工心脏的血流路径是仿照真实心脏的特点设计的。
它通常分为四个主要部分：心脏房室连通道、肺动脉房室连通道、主动脉与人工心脏连接的接头和导管。
这些部分通过精确的连接和密封，使得血液能够近似于自然心脏一样流动。
4. 控制系统人工心脏的控制系统是保证其稳定工作的关键。
控制系统通过传感器实时监测患者的生理参数，例如血压、脉搏等，并将这些信号传输给泵机以实现参数调节。
通过精密的算法和控制策略，控制系统可以确保人工心脏的工作状态与患者的生理需求相匹配。
5. 安全性和可靠性人工心脏的安全性和可靠性是医疗设备设计的重要考虑因素。
为了最大程度地保证患者的生命安全，人工心脏通常配备有多种安全保护机制。
例如，当探测到泵机异常运行或血压异常波动时，控制系统会立即停止泵机工作，以防止进一步的损伤。
此外，人工心脏还配备有报警系统，可以在出现故障或问题时及时通知医护人员。
6. 临床应用人工心脏在临床上具有广泛的应用前景。
它可以被用作临时支持，帮助患者度过心脏病发作期间，或者作为桥梁等待心脏移植。
此外，人工心脏还可以应用于长期治疗，对于心脏病无法接受传统手术治疗的患者，人工心脏可以提供持续的循环支持，以维持其生命。
血泵工作的原理
血泵工作的原理
血泵工作的原理是通过一系列的机械和电子元器件来模拟心脏的功能，推动血液在体内循环。
具体而言，血泵的工作原理包括以下几个方面：
1. 泵体：血泵通常由一个泵体组成，该泵体内部有一个或多个腔室。
泵体可以通过一系列的电子控制和机械装置进行收缩和扩张。
当腔室收缩时，它会推动血液流出。
2. 电机：血泵通常由一个电机驱动。
电机产生机械力，通过与泵体的连杆机构相互作用，将动力传递给泵体来推动血液。
3. 控制系统：血泵配备了一个控制系统，用于监测和调节泵体的运行。
该系统可以通过传感器来感知血压、血流速度和其他参数，并根据需要调整泵体的收缩和扩张。
4. 电源：血泵通常通过一个外部电源供电。
电源提供所需的电能以驱动电机和控制系统的运行。
5. 连接管道：血泵需要通过连接管道与患者的血管相连，以便将泵体输出的血液输送到患者的体内。
连接管道通常由柔软的材料制成，以确保血液的顺畅流动。
综上所述，血泵通过泵体、电机、控制系统、电源和连接管道等组成部分相互配合，模拟心脏的收缩和扩张运动，从而推动血液在体内循环。
这种技术在心脏衰竭等疾病治疗中发挥着重要的作用。
人工心脏工作原理
人工心脏工作原理
人工心脏是一种机械心脏支持系统，它主要通过一系列机械装置模拟真实的心脏功能来实现替代或支持心脏疾病患者的心脏功能。
简单来说，人工心脏工作原理就是通过外部压力推动机械装置的运转，使血液不断地从心脏进入到主动脉，从而保证人体的正常血液循环。
具体来说，人工心脏通常包括以下几个部分：
1.血泵：主要有轮式泵和柔性泵两种，前者是通过旋转散热器来推动血液流动的，而后者则采用柔性材料的薄膜来推动血流。
2.能量供应系统：主要有电池、输液泵、电源系统等等，通过这些能量供应系统来为血泵提供充电和供电。
3.控制单元：主要是控制人工心脏的运转和调节血流量等参数，同时可以根据患者的具体情况来进行相应的调整。
总的来说，人工心脏可以在一定程度上替代真实的心脏功能，对于严重心衰、心肌梗死等疾病的患者来说，可以提供急救和稳定病情的效果。
但是，由于其复杂的机械装置需要高度精密的技术和维护，因此其使用也存在一定的风险和限制。
全磁悬浮人工心脏原理
全磁悬浮人工心脏原理全磁悬浮人工心脏是一种新型的心脏辅助装置，它采用了磁悬浮技术，能够有效地辅助心脏的泵血功能，为心脏病患者提供了一种新的治疗选择。
全磁悬浮人工心脏的原理是基于磁力学和流体力学的原理，通过磁力悬浮技术实现了对人工心脏的悬浮支撑和稳定运转，从而实现了对心脏的有效辅助。
全磁悬浮人工心脏主要由血泵、控制系统和能量供应系统组成。
血泵是全磁悬浮人工心脏的核心部件，它采用了磁悬浮技术，通过磁场将血泵悬浮在体内，避免了传统人工心脏需要机械支撑的缺陷，从而减少了对人体的损伤。
控制系统能够实时监测心脏的运转状态，并根据患者的实际情况进行调节，保证人工心脏的稳定运转。
能量供应系统则为人工心脏提供了所需的能量，通常采用外部电源或者内置电池供电。
全磁悬浮人工心脏的工作原理是基于磁悬浮技术和流体力学原理的结合。
血泵内部采用了磁悬浮技术，通过磁场将血泵悬浮在体内，避免了传统人工心脏需要机械支撑的缺陷，从而减少了对人体的损伤。
同时，血泵内部的叶轮采用了流体动力学设计，能够有效地泵送血液，实现对心脏的有效辅助。
全磁悬浮人工心脏相比传统人工心脏具有许多优势。
首先，全磁悬浮人工心脏采用了磁悬浮技术，避免了传统人工心脏需要机械支撑的缺陷，减少了对人体的损伤。
其次，全磁悬浮人工心脏的血泵内部采用了流体动力学设计，能够更加有效地泵送血液，提高了心脏的泵血效率。
最后，全磁悬浮人工心脏的控制系统能够实时监测心脏的运转状态，并根据患者的实际情况进行调节，保证人工心脏的稳定运转。
总的来说，全磁悬浮人工心脏是一种新型的心脏辅助装置，它采用了磁悬浮技术和流体力学原理，能够有效地辅助心脏的泵血功能，为心脏病患者提供了一种新的治疗选择。
全磁悬浮人工心脏的原理是基于磁力学和流体力学的原理，通过磁力悬浮技术实现了对人工心脏的悬浮支撑和稳定运转，从而实现了对心脏的有效辅助。
体外循环的基本概念
体外循环的基本概念体外循环是指用一种特殊装置暂时代替人的心脏和肺脏工作，进行血液循环及气体交换的技术。
这一装置分称为人工心和人工肺，亦统称人工心肺、人工心肺装置或体外循环装置。
体外循环时，静脉血经上、下腔静脉引入人工肺进行氧合并排出二氧化碳，氧合后的血液又经人工心保持一定压力泵入体内动脉系统，从而既保证了手术时安静，清晰的手术野，又保证了心脏以外其他重要脏器的供血，是心脏大血管外科发展的重要保证措施，1953年Gibbon首例应用于临床。
体外循环基本装置：包括血泵、氧合器、变温器、贮血室和滤过器五部分（图6-20）。
图5-20 体外循环装置示意图血泵，即人工心，是代替心脏排出血液，供应全身血循环的装置。
根据排血方式分为无搏动泵和搏动泵两种。
目前仍以无搏动泵应用较广泛，射出血液为平流，以滚压式泵为主，靠调节泵头转动挤压泵管排出血液。
搏动泵排出血液为搏动性可分为与心脏同步和非同步两种。
氧合器：即人工肺。
代替肺脏使静脉血氧合并排出二氧化碳。
目前使用的有三种类型：①血膜式，血液散布在平面上形成血液薄膜，与氧气接触并进行气体交换，转碟式为其代表，可重复使用，但费时费力，目前国内已极少应用；②鼓泡式，血液被氧气（或氧与二氧合碳混合气）吹散过程中进行气体交换，血液中形成的气泡用硅类除泡剂消除，根据形态有筒式和袋式，是目前应用最广的，第四军医大学西京医院研制并生产的西京-87型氧合器，其主要部件性能达国际水平，为国内各医院欢迎；③膜式，用高分子渗透膜制成，血液和气体通过半透膜进行气体交换，血、气互相不直接接触，血液有形成分破坏少，其外形有平膜式和中空纤维式。
变温器：是调节体外循环中血液温度的装置，可作单独部件存在，但多与氧合器组成一体。
变温器的水温与血温差应小于10～15℃，水温最高不得超过42℃。
贮血室：是一容器，内含滤过网和去泡装置，用作贮存预充液，心内回血等。
滤过器：滤过体外循环过程中可能产生的气泡、血小板凝块、纤维素，脂肪粒，硅油栓以及病人体内脱落的微小组织块等，不同部位应用滤过器的网眼各异。
人造器官的制备和应用
人造器官的制备和应用人造器官（Artificial Organs）是利用现代生物医学、材料科学等学科的成果，从人体的器官原理和结构出发，设计和制备类似天然器官的医用器械，以替代或增补功能障碍的人体原有器官。
经过多年的科技发展和实践，人造器官已经成为医疗卫生领域一个不可忽视的重要领域，能够为人类的医学进步和人类健康事业做出重要贡献。
一、人造器官的制备技术作为一种医学技术的产物，人造器官的制备技术非常先进和复杂。
根据不同的器官类型和不同的体内环境，《人造器官的制备技术》可以分为以下几个方面：1、材料选择建造人造器官所选择的材料具有生物相容性、功能化、稳定性、生物可降解性、免疫适应性等特性，以保证这些材料无害、持久、可逆、处于一个稳定的状态下，且不会引起体内免疫反应。
目前常用的材料有生物陶瓷、生物金属、生物聚合物、纳米复合材料等。
2、形态设计根据所需人工器官的功能和不同组织器官的特点，设计出相应的人造器官形态，以适应相应地体内环境和与其他器官的交互作用。
同时，为避免器官在移植后由于接口紧密不精，造成排斥或其它情况，特殊需求的人造器官通常要具有抗皱缩和增强连接组织的能力。
3、生物成分完善自然器官的组织结构将其分为不同的层次基本单位，通过一层一层的组合迭加成一个完整的器官。
人工器官也应该复制这种生物环境，加入必要的生物成分，以模拟天然器官的基本颗粒结构。
通俗的说，就是将除了设备自身以外的细胞和组织加上去，然后再再用这些细胞来填充设备内部。
二、人造器官的应用随着人工器官的制备技术越来越成熟，人造器官的应用范围也得到了不断扩大。
它已经成为医学卫生领域的一个重要领域，可以提供有效的医学手段，帮助患者恢复或维持自己正常的生命活动。
典型的应用如下：1、人造耳蜗人造耳蜗是非常典型的人造器官，它已经帮助许多聋人重现耳语世界。
人造耳蜗就是根据人类耳朵的结构和作用原理设计的，它不仅仅能帮助聋人听到声音，还可以模拟自然灵敏的听觉系统、听觉检测和声音分离，最终实现对各种声音的理解和辨别。
ECMO血泵研究进
ECMO血泵研究进本文首先简述了ECMO（extracorporeal membrane oxygenation）核心组件血泵，即离心泵和滚压泵的研究现状，并介绍了RotaFlow离心泵、CentriMag离心泵和Biomedicus离心泵以及离心泵和滚压泵在儿科医学中的应用。
其次，阐述了血泵的最新研究进展，主要介绍了如推进泵、蠕动泵、对角泵、集成型血泵等都具有很大的应用前景，但是目前还处于试验阶段。
最后简要地介绍了儿科心肺辅助系统（pCAS），以及未来研究展望。
标签：ECMO；血泵1 ECMO核心组件血泵的研究现状目前ECMO中常用的血泵主要有离心泵和滚压泵。
离心泵是一种较新型的血泵，近年来使用越来越多。
第一、二代离心泵产生很多的摩擦力和热量，血溶大。
最新一代的离心泵有单点、宝石轴承、磁悬浮、改进的流动力学和机械效率。
通常有超声波流量探针，流量可以调整。
摩擦和热量可以忽略不计且有非常低的溶血指数，不易产生气栓和微栓，安全性能高。
理想的离心泵应该有最小的血液损伤，较低的转速产生足够的流量以防止热量的产生并且经久耐用[1～5]。
目前常用的离心泵有Biomedicus、Delpin、St Jude、RotaFlow、Terumo Capiox 、Nokkiso HPM-15 。
美国美敦力公司的BioMedicus 550离心泵有优秀的临床使用，然而测量显示血浆游离血红蛋白含量值随着时间的推移而增加。
更新的离心泵如德国的MAQUET Rotaflow血泵，它的优点是从水流动力条件上进行了改善，减少热量的产生来减少溶血[6]。
其他报告一致的显示新开发的离心水泵要减少血泵热量的产生来显著降低血泵引起的溶血和延长使用长寿[7，8]。
RotaFlow离心泵和Biomedicus离心泵相比较[7]。
从设计角度上RotaFlow离心泵比Biomedicus离心泵有更多理论上的优点。
泵轴是通过一个永磁体悬浮并将其六个方向中的四个固定，具有最小的负荷和摩擦。
心脏病学基本概念系列文库：血泵
心脏病学基本概念系列文库——
血泵
医疗卫生是人类文明之一，
心脏病学，在人类医学有重要地位。
本文提供对心脏病学基本概念
“血泵”
的解读，以供大家了解。
血泵
是驱动血液流动，以暂时代替心脏功能的动力装置。
又称人工心(artifilcial heart)。
用于体外循环下心脏直视手术。
主要有滚压式血泵、离心泵及气动隔膜型泵3种：滚压式泵是目前最常用的，其灌注流量取决于血泵转速、泵管内径及泵管弹性，该泵可随意控制灌注流量大小，使用操作方便、易于掌握，但血细胞破坏较严重，不宜较长时间应用；离心泵又称涡流动力泵，体积小、耐高压，对血液有形成分破坏小，有防止血中气栓的作用，安全性大，但其价格较贵，使用受到限制；气动隔膜型泵目前因为血栓形成而对血泵的材料、工艺和瓣膜装置以及血流动力学方面的问题正作更深入的研究，有待开发和应用于临床。
血泵因产生血流频率和幅度的不同可产生搏动性血流和非搏动性血流。
搏动性血流更符合正常生理状态，可降低全身血管阻力，增加灌注压力，改善微循环，对保护人体重要器官，减少体外循环并发症有一定的优越性。
特别是在转流超过2小时以上，则搏动性血流比非搏动性血流对人体生理的不良影响明显减少，目前使用的滚压式血泵通过转速变化可产生搏动性血流。
一种微创介入式人工心脏轴流血泵[发明专利]
![一种微创介入式人工心脏轴流血泵[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e30816f248649b6648d7c1c708a1284ac85005fe.png)
专利名称：一种微创介入式人工心脏轴流血泵专利类型：发明专利
发明人：张锡文,吴啸,陈成瀚
申请号：CN202110109123.9
申请日：20210127
公开号：CN112807564B
公开日：
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种微创介入式人工心脏轴流血泵，用于辅助衰竭心脏的血液循环。
该血泵包括前置导管、套筒以及设置在套筒内的泵体和微型电机，微型电机固定在套筒上；泵体包括转子轮毂、转子叶片、后导叶轮毂和后导叶叶片。
该血泵的主要特点该采用渐变内径，渐变内径的最小截面积与转子中部流场区域的截面积相同，且转子轮毂与后导叶轮毂之间通过齿状密封结构连接。
本发明在保证转子区域流场截面积基本不变的情况下，有效降低了因流场区域截面积变化带来的能量损失，从而提高了血泵的工作效率。
同时避免了缝隙区域血细胞的侵入，解决了现有微创介入式轴流血泵转子轮毂和后导叶轮毂的缝隙区域血细胞损伤较大的问题，从而显著增强了血泵的可靠性。
申请人：清华大学
地址：100084 北京市海淀区清华园
国籍：CN
代理机构：北京鸿元知识产权代理有限公司
代理人：陈英俊
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使用版输送血液的泵—心脏-V1
使用版输送血液的泵—心脏-V1
对于现代医疗，技术的发展一直是助推其升级的重要因素。
在心脏疾病的治疗方面，使用版输送血液的泵就是一个重要的技术革新。
本文将对此进行重新整理介绍。
一、背景：传统心脏病治疗方法的瓶颈
传统的心脏病治疗方法，如心脏搏动起搏器、人工心脏等都存在一些问题，其中最主要的就是将介入设备植入心脏后，可能存在植入物与心脏内壁摩擦，引发一定的危险性。
此外，植入物的易感染、限制患者的活动性等问题也日益受到关注。
二、技术介绍：使用版输送血液的泵
在这样的背景下，使用版输送血液的泵成为了新的选择。
这种泵并不需要将任何设备植入患者心脏内，而是通过测量患者的血压、心率等指标，将血液泵送到心脏。
采用这种方式，可以有效地避免传统方法可能存在的一系列问题。
三、优点分析：安全、便捷、有效
使用版输送血液的泵有一系列的优点。
首先，该泵不会直接与患者心脏内部接触，不会因摩擦导致感染或其他并发症出现。
此外，该种方法只需要在患者身上安装一些传感器，可以进行实时监测，不需要患者频繁回诊医院。
此外，该种方法对于不同类型的心脏疾病也有很好的疗效。
四、应用现状：用于心脏支持、慢性病管理等
目前，使用版输送血液的泵已经被广泛应用在心脏支持、慢性病管理等领域，受到了患者和医护人员的广泛青睐。
可以预见，在技术和应用水平不断优化的基础上，该种泵的应用将会越来越广泛。
结语：使用版输送血液的泵，在传统治疗方法存在问题的情况下，是一种值得推广的心脏病治疗方式。
可以预期，在未来的发展中，它将在医疗领域发挥更加广泛的作用。
血泵的特点问题回答
血泵的特点
血泵是一种与心脏类似的设备，用于维持人体内的血液循环。
与传统
的血液循环方法相比，血泵的特点如下：
1. 小巧易携带
血泵是一种小型设备，可以轻松携带。
这一点非常重要，因为有些病
人需要长时间依靠血泵进行治疗，而这些病人需要经常外出。
因此，
小型的血泵能帮助这些病人维持正常的生活和工作。
2. 高效节能
与传统的血液循环方法不同，血泵能够直接将血液推送到病人的心脏
和其他重要器官，从而避免局部循环不足的问题。
此外，血泵使用先
进的技术，能够保证在维持高效循环的同时，尽可能地降低能源消耗。
3. 可调控性强
血泵能够根据病人的实际需求进行调控，从而确保血液的循环速度和
量能够得到控制。
特别是在治疗心脏病的过程中，血泵能够根据病变
状况进行调整，从而为病人提供最为合适的治疗方案。
4. 无后遗症
血泵将血液推送到病人的心脏和其他重要器官时，会遵照人体的生理机制进行操作，不会对病人的身体造成任何负面影响。
此外，血泵使用材料安全、低敏的特殊材料制成，能够防止病人出现过敏或其他不适症状。
总之，血泵是一种先进的、高效的、安全的器械，通过直接将血液传输到身体的重要器官，帮助病人维持正常的生理功能。
随着医疗技术的不断发展，血泵也将逐渐适应更多的临床应用场景，为病人带来更加优质的医疗服务。
人工血泵介绍
溶血（hemolysis）: 红细胞破裂，血红蛋白逸
出称红细胞溶解，简称溶血。
2. 国内外研究现状
人工心脏（血泵）从其发展历史来看，共分为三个阶 段：
阶段3
阶段2
阶段1
第一代是模仿自 然心脏功能，能 够产生搏动血流 的瓣膜泵。
第二代能够产生 非搏动连续血流 ，采用各种形式 滚动或滑动轴承 的离心式或轴流 式旋转泵，也叫 作连续性血泵。
锥形电磁磁悬浮血泵
永磁磁悬浮血泵
山东大学2009年发表的血泵研究论文
展望
对于血泵内部流场的优化
对于外磁驱动控制策略的优化 改进加工工艺，提高物理样机的性能
对于血泵材料的研究，提高生物相容性
还有心脏由复杂的传导系统构成这些部分由于电活动而产生节律性的运动使心脏以固定的频率收缩和舒张引起循环血液的往复运动即心埃菲尔铁塔的整个塔体结构高耸上窄下宽给人以平衡稳定的美感
人工血泵的研究现状及进展
主要内容
1. 2. 3.
人工血泵的研究背景
国内外研究现状
本课题组所做的工作 对未来的展望
4.
人体的血液循环
心脏由心室和心房组成，将心分为上下两 部分；又由左心和右心，将心分为左右两部 分；右心室接受全身静脉回流的静脉血液 （低含氧血），由右心室注入肺循环；获得 充足的氧分后，由肺流回左心房，又由左心 室经主动脉输出，送往全身的器官和组织。 另外，心脏表面有不少的冠状动脉，这使心 脏本身也得到氧分的供给。还有，心脏由复 杂的传导系统构成，这些部分由于电活动而 产生节律性的运动，使心脏以固定的频率收 缩和舒张，引起循环血液的往复运动，即心 脏的泵血。
1. 人工血泵的研究背景
心血管疾病已成为导致人类死亡的主要原因
离心式人工心脏血泵
离心式人工心脏血泵简介离心型人工心脏,血液的输送不是象自然心脏或传统的隔膜型人工心脏那样,靠血腔容积的变化,而是靠叶轮带动血流旋转产生离心力来实现的。
由于离心泵输出的压力和流量可以通过提高转速来达到,所以装置可以制成小型甚至微型,离心型人工心脏不需要进、出口瓣膜,不需要每分钟振动七十余次的隔膜,因此它在血流相容性及机械可靠性方面,较隔膜泵有明显的优点[1]。
离心式磁悬浮心脏泵结构离心式磁悬浮心脏泵总体结构分为结构部分和控制部分,其中结构部分又分为:支承部分,叶轮部分,泵腔部分以及驱动部分。
控制部分又分为:传感器,功率放大器和控制系统。
本章节将对这些内容进行详细的叙述离心式磁悬浮心脏泵基本工作原理:电机定子线圈中通入三相对称电流后,产生稳定旋转磁场,在叶轮铝盖上感应出涡流,从而产生转矩,带动叶轮转子高速旋转,血液从泵的入口流入泵腔后,在高速旋转的叶轮转子的作用下被抛至泵的出口,在出口处达到人体所需的血流压力。
当电磁铁产生的轴向力'叶轮的重力,永磁同步电机的轴向力以及流体的悬浮力达到平衡时'叶轮转子就稳定悬浮起来,霍尔传感器可以精确的检测到叶轮转子的位置'输出电信号到功率放大器和控制系统,控制系统通过闭环反馈方式改变电流的大小,从而控制电磁铁上电磁力的大小,以保证叶轮转子在轴向达到稳定悬浮,磁力轴承和永磁环的特殊结构产生的磁场向心效应足以保证叶轮转子在径向稳定悬浮[2]。
离心式磁悬浮人工心脏泵与轴流式磁悬浮人工心脏泵的比较离心式磁悬浮人工心脏泵与轴流式磁悬浮人工心脏泵都采用磁力轴承支承叶轮转子,它们各自的特点如下:淤轴流式磁悬浮人工心脏泵:其轴向长而轴颈小,整体体积小,加工工艺要求高、难度大;转速高,抗溶血.性控制难度大;》离心式磁悬浮人工心脏泵:其轴颈大而轴向短,整体体积大,加工难度小;相同的血液血压及流量要求下,离心泵的转速低,可有效减小溶血[3]。
[1]钱坤喜,郑铭.离心型人工心脏叶轮血泵的设计原理和动物试验结果[J].航天医学与医学工程,1996,05:349-354.[2]方思源.离心式磁悬浮心脏泵支承特性研究[D].武汉理工大学,2012.3.2.2[3]周长华. 离心式磁悬浮人工心脏泵的结构设计与性能仿真[D].武汉理工大学,2010.。
医用耗材说明书：血泵
【导读】人工心肺机-滚压式血泵HL20可靠、灵活，且适应性强。
它将心肺手术所需的复杂技术与安全有效的患者管理所需的明确操作相结合，蠕动滚子泵在控制台提供的低压电源下平稳运行。
所有控件和监测器均通过***块面板进行管理，据此提供用户友好型操作特性。
血泵分类血泵可以根据不同的功能和治疗方式进行分类：1.全人工心脏：全人工心脏是一种完全由机械部件组成的人工心脏，可以完全代替自然心脏的功能进行血液循环。
这种血泵主要应用于心脏病等重度循环系统疾病的治疗。
2.部分辅助循环装置：部分辅助循环装置是将血泵与自然心脏相结合的一种治疗方式。
它通过将机械泵与自然心脏相连接，使机械泵能够辅助自然心脏完成血液输送和循环。
3.人工心肺：人工心肺是一种机械设备，可以模拟自然心脏和肺的功能，通过机械泵将氧合血输送到人体各个组织和器官，同时将二氧化碳排出体外。
血泵简介血泵，也称为人工心脏或心脏辅助循环设备，是一种能够代替自然心脏的医疗器械。
该产品主要通过机械方式来实现对人体血液的输送和循环，可以作为临时或永久性治疗心脏病等疾病的手段。
血泵用途血泵主要用于以下几个方面：1.临时性治疗：当患者心脏功能受损或周围循环系统无法满足身体的氧合和代谢需求时，血泵可以作为临时性的治疗手段，维持患者生命体征的稳定。
2.手术前的治疗：对于需要开展高风险手术的患者，可以在手术前使用血泵，使患者在手术时心脏不会因为过度的负荷而出现问题。
3.慢性治疗：当心脏功能长期受损时，人工心脏可以作为长期的治疗手段，通过完成自然心脏的相关功能来维持人体正常的血液循环。
血泵原理血泵主要通过机械泵和控制系统实现对人体血液的输送和循环。
机械泵将氧合血注入体内，同时将未氧合的静脉血输送至肺部进行气体交换。
控制系统负责监测和调节泵速、压力和流量等参数，确保血液循环的稳定和安全。
血泵特点血泵具有以下几个主要特点：1.可靠性：血泵是一种高科技医疗器械，具有较高的可靠性和稳定性。
安装人工血泵后注意事项
安装人工血泵后注意事项
1.休息与活动限制：
-初期需充分卧床休息，遵循医嘱逐渐增加活动量，避免剧烈运动和举重物。
-由于手术初期伤口愈合和血泵适应过程，可能需要限制上肢的活动范围，防止对植入部位造成压力或牵拉。
2.药物管理：
-患者通常需要长期服用抗凝药物，如华法林等，以防止血栓形成，同时可能还需要其他药物来维持心脏功能和整体健康。
-如提及的每日服用阿司匹林预防血管堵塞也是重要措施之一，但具体用药方案应遵医嘱。
3.监测与随访：
-定期到医院进行复查和设备功能检测，包括血泵的工作状态、电池电量以及身体对装置的反应情况。
-监测血液指标，如凝血功能及感染标志物。
4.生活调整：
-饮食方面，参照人工起搏器患者的建议，低脂、低糖、高纤维饮食，保证营养均衡，有助于控制血脂和血糖水平，保护心血管系统。
-心理调适，保持积极心态，参与康复计划，配合物理治疗和心理支持。
5.避免电磁干扰：
-避免接触强电磁场，因为某些电子设备可能会干扰人工血泵正常工作。
6.预防感染：
-由于体内存在外来植入物，所以要特别警惕感染风险，保持手术切口清洁干燥，如有红肿热痛等症状应及时就医。
7.个人卫生：
-注意皮肤护理，特别是导线出口处的皮肤护理，定期更换敷料，防止感染。
8.紧急情况处理：
-学会识别血泵可能出现故障的症状，并了解在出现异常时如何迅速联系医疗团队。
血液循环机
血液循环机介绍血液循环机是一种医疗设备，用于模拟人体的血液循环系统，通过模拟和维持正常的血液循环，帮助身体维持正常的代谢和功能。
血液循环机通过输送血液和氧气，去除废物和二氧化碳，维持细胞的正常功能。
它在医学研究、教育和临床实践中起着至关重要的作用。
原理血液循环机的原理是通过模拟人体的心脏、血管和血液循环系统的工作方式来实现的。
它包括一个泵，用于推动血液流动；一个人工心脏，用于代替真实的心脏功能；以及管道和过滤器，用于输送和净化血液。
泵是血液循环机的核心部件，它模拟人体心脏的收缩和舒张，将血液推送到全身。
人工心脏起到传递血液的作用，通过模拟心脏的跳动，将血液从一个部位输送到另一个部位。
管道和过滤器则负责输送、过滤和净化血液，确保血液中的氧气、营养物质和药物能够传递到细胞，同时去除废物和二氧化碳。
应用血液循环机在许多领域中都有广泛的应用。
医学研究血液循环机在医学研究中起着重要的作用。
研究人员可以利用血液循环机，模拟不同心脏疾病、血管疾病或其他血液循环系统相关的疾病，并通过调整不同的参数，观察和研究这些疾病的影响和治疗方法。
医学教育血液循环机在医学教育中也是一个重要的工具。
医学院可以使用血液循环机来模拟真实情况，让学生实践操作，了解和学习人体血液循环系统的解剖结构和生理功能，提高学生的操作技能和临床思维能力。
临床实践在某些情况下，医生可能需要使用血液循环机来支持和替代人体血液循环系统的功能。
例如，在心脏手术中，医生可以将患者的血液引入血液循环机，维持患者的血液循环和供氧功能，以便进行手术操作。
此外，血液循环机还可以用于器官移植手术，在等待捐赠器官时，帮助维持患者的生命。
其他应用除了医学领域，血液循环机还可以应用于生物医学工程和药物研究等领域。
生物医学工程师可以利用血液循环机，设计和改进人工器官和假体装置，用于辅助或替代人体的血液循环功能。
药物研究人员可以使用血液循环机，评估新药物在人体血液循环系统中的作用和安全性。
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人体中的位置
气动隔膜泵-罗叶泵
螺旋混流血泵
无源磁浮人工心脏
动力性主动脉瓣装置
2001 美国Abiomed公司研发 的AbioCor人工心脏
2009 日本东京工业大学
离心式血泵
中国医学科学院研制的心尖轴流泵
李国荣等人研制血泵的叶轮模型
中南大学研制的轴流血泵模型
2009年清华大学流线型血泵实物模型
人工血泵的研究现状及进展
主要内容
1. 2. 3.
人工血泵的研究背景
国内外研究现状
本课题组所做的工作 对未来的展望
4.
人体的血液循环
人体作为一个整体，各个系统、器官 和组织生理机能的维持需要血液充分而 不间断的供应。动脉负责将血液运输到 器官和组织；在毛细血管内，血液中的 营养物质和氧气供应给组织，组织中的 代谢产物也可通过毛细血管运走；然后 这些血液通过静脉系统运输回到心脏， 心脏再将回流的血液泵向动脉系统，完 成一次血液循环。
锥形电磁磁悬浮血泵
永磁磁悬浮血泵
山东大学2009年发表的血泵研究论文
展望
对于血泵内部流场的优化
对于外磁驱动控制策略的优化 改进加工工艺，提高物理样机的性能
对于血泵材料的研究，提高生物相容性
溶血（hemolysis）: 红细胞破裂，血红蛋白逸
出称红细胞溶解，简称溶血。
2. 国内外研究现状
人工心脏（血泵）从其发展历史来看，共分为三个阶 段：
阶段3
阶段2
阶段1
第一代是模仿自 然心脏功能，能 够产生搏动血流 的瓣膜泵。
第二代能够产生 非搏动连续血流 ，采用各种形式 滚动或滑动轴承 的离心式或轴流 式旋转泵，也叫 作连续性血泵。
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自然心脏的腔室
心脏的工作原理示意图
心脏的收缩分为两个阶段： 第一阶段，左右心房同时收缩，将血液压送到左右心室。 第二阶段，左右心室一起收缩，将血液射出心脏。 然后，心肌将会松弛，以迎接下一次心跳。这样，血液又充满心脏。
简化的循环系统：血液从右心室输送到肺部，动脉血由肺流出来先 回到左心房，再由左心室射向全身。静脉血从全身各处流回到右心 房，下一次循环开始。
）是解决问题的
目前的血泵存在的主要问题有两个：
溶血和血栓现象 穿越皮肤的动力与控制 导线所引起的受体感染。ຫໍສະໝຸດ 溶血血栓导线穿越皮肤
血栓是流动的血液在血管(动脉或静脉)腔内或
心腔内发生凝固，形成血凝块，堵塞血管腔， 导致血管内血流明显减少，甚至完全中断的一 种现象。血栓发生在动脉，导致供血的器官或 组织严重缺血或血流中断，如脑供血不足、不 稳定性心绞痛，甚至坏死，如急性心肌梗死、 脑卒中。血栓发生在静脉，如下肢深静脉血栓 形成，可引起下肢血液回流障碍，引起水肿和 静脉功能不全等。
最新一代的人工 血泵是采用电磁 悬浮或永磁悬浮 轴承技术的旋转 泵。
现以国内外具有代表性的血泵进行分析比较。
1982年首例植入人体的 Jarvik-7型全人工心脏
Berlin Heart--INCOR
CT MAP
德国Incor以及在人体中安装的CT图
Jarvik2000心室辅助装置
DeBakey血泵结构图
1. 人工血泵的研究背景
心血管疾病已成为导致人类死亡的主要原因
心脏移植是治疗重危心脏病患者最有效的手段，但受 体远远大于供体，导致患者在等待心脏移植中死亡。
人工心脏和机械性人工心脏辅助装置的研究越来越引起关注
左心室辅助装置（ LVAD 主要手段之一
Left Ventricular Assist Device
心脏由心室和心房组成，将心分为上下两 部分；又由左心和右心，将心分为左右两部 分；右心室接受全身静脉回流的静脉血液 （低含氧血），由右心室注入肺循环；获得 充足的氧分后，由肺流回左心房，又由左心 室经主动脉输出，送往全身的器官和组织。 另外，心脏表面有不少的冠状动脉，这使心 脏本身也得到氧分的供给。还有，心脏由复 杂的传导系统构成，这些部分由于电活动而 产生节律性的运动，使心脏以固定的频率收 缩和舒张，引起循环血液的往复运动，即心 脏的泵血。