5、人造心脏系统的混沌分析与控制研究

人造心脏系统的混沌分析与控制研究

1. 开环分析探究混沌起源

1.1 研究方法与目的

为了探究循环系统中混沌的起源，采用开环分析方法，利用人造心脏进行慢性动物实验。人造心脏的泵血节律和收缩力无波动，使用健康成年山羊作为实验对象。通过对比自然心脏和人造心脏循环的血流动力学时间序列数据，采用双心室旁路（BVB）型全人工循环模型，以便在同一动物身上进行观察和比较。若人造心脏循环中存在确定性混沌，可能源于外周血管的动力学，为此运用混沌和分形理论等非线性数学方法进行研究。

1.2 实验准备

• 实验动物 ：选用体重 60 - 70 kg（平均 65 kg）的山羊，实验前禁食 2 天。
• 麻醉与监测 ：3 只山羊通过吸入氟烷麻醉，气管切开插管后使用呼吸器。在腿部和心包植入心电图（ECG）电极，通过左股动脉插入导管监测主动脉血压，通过股静脉插入充满液体的导管测量中心静脉压（CVP）。
• 人造心脏植入 ：
  • 左人造心脏植入：分离肋间动脉，将聚氯乙烯（PVC）流出套管缝合到降主动脉，流入套管通过左心耳插入左心房，两者通过内置阀门连接器连接到 TH - 7B 气动囊式血泵。
  • 右人造心脏植入：PVC 流出套管插入肺动脉，流入套管通过右心耳插入右心房，连接到右泵。用电磁流量计测量泵输出。
• 术后处理 ：关闭胸腔后，将泵置于胸壁外，山羊苏醒后拔管放入笼中。手术 2 -