8、心血管系统模拟与心室辅助装置控制

心血管系统模拟与心室辅助装置控制

1. 混合心血管模拟器

1.1 模拟器介绍

混合心血管模拟器是研究心血管系统和循环辅助设备的重要工具。它主要由以下部分组成：
- 储液器（左心房）
- 泵腔（左心室）
- 泵腔内部压力探头
- 全身血管阻力
- 可调顺应腔
- 全身压力传感器
- 机械瓣膜
- 左心室辅助装置（LVAD）插管部位

此外，压力反射是动脉血压短期控制的重要组成部分，它能将受动脉血压波动调制的信号传输到自主神经系统，中枢神经系统会根据该信号调节心率、心室收缩强度和外周血管阻力。

1.2 评估测试

在使用混合模拟器之前，需要进行验证测试，主要包括以下三种情况：
- 验证工具是否符合Frank - Starling定律。
- 模拟心力衰竭。
- 研究模拟器与心室辅助装置的相互作用，包括连续流VAD的并联和串联，以及搏动流辅助泵的两种插管方式。

一个生理有效的心血管系统模拟器需要满足以下条件：
- 遵循Frank - Starling定律，即系统能对前负荷变化做出响应。
- 心室做功不受后负荷变化的影响。
- 考虑前负荷和后负荷变化时，收缩末期弹性（EMAX）保持一致。

1.3 模拟器参数

实验测试的主要目的是验证混合模拟器，通过与之前验证过的计算模拟器进行直接比较来实现。HCS配置的值与文献中的值兼容。工作流体采用由1/3水、1/3酒精和1/3甘油组成的溶液，其在25°C时的特性与38°C时血液的特性兼容。