便攜式循環(huán)輔助裝置的研制及其動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究目的：多種心臟疾病的終末期表現(xiàn)為心力衰竭(Heart Failure，HF)。機(jī)械循環(huán)輔助裝置(Mechanical circulatory support device，MCSD)或稱(chēng)心室輔助裝置(Ventricular Assist Device，VAD)的應(yīng)用現(xiàn)已在國(guó)際上成為心力衰竭的主要治療方式之一。而我國(guó)尚無(wú)自主研制的商品化VAD在臨床應(yīng)用。根據(jù)我國(guó)的基本醫(yī)療狀況，自主研發(fā)一種能在臨床快速建立循環(huán)輔助的便攜裝置是有必要的。

2、此項(xiàng)研究的目的除了裝置的設(shè)計(jì)制作之外，還在于進(jìn)行這種裝置用于急性心力衰竭動(dòng)物模型的實(shí)驗(yàn)研究。
　　 研究方法：研究共分3個(gè)部分。第一部分是通過(guò)改變現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)同類(lèi)裝置的動(dòng)力來(lái)源、泵體結(jié)構(gòu)、控制方式，設(shè)計(jì)制作一種便攜式的VAD。并且通過(guò)具體實(shí)施方式，測(cè)試其各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果。第二部分是建立豬的急性心力衰竭模型。在5只成年豬中嘗試運(yùn)用冠狀動(dòng)脈前降支結(jié)扎的方法建立動(dòng)物模型，并運(yùn)用連續(xù)有創(chuàng)動(dòng)脈測(cè)壓及漂浮導(dǎo)管評(píng)價(jià)其血流動(dòng)力學(xué)變化。第三部分是在6個(gè)急

3、性心力衰竭動(dòng)物中，利用體外循環(huán)機(jī)模擬所設(shè)計(jì) VAD的插管及循環(huán)輔助方式。運(yùn)用心臟超聲(Ultrasonic Cardiogram，UCG)評(píng)價(jià)經(jīng)主動(dòng)脈瓣放置的引流管對(duì)瓣膜及左心系統(tǒng)的影響。并評(píng)價(jià)循環(huán)輔助對(duì)動(dòng)物急性心力衰竭狀態(tài)的血流動(dòng)力學(xué)及生物化學(xué)方面的影響。
　　 研究結(jié)果：
　　 第一部分：VAD樣機(jī)完成了除耗材部件以外的安裝及測(cè)試。該裝置由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)提供直接動(dòng)力。液體壓力經(jīng)過(guò)特制的多孔擋板，均勻作用于2個(gè)血囊

4、，使其交替收縮，推動(dòng)血流經(jīng)過(guò)3個(gè)單向閥門(mén)產(chǎn)生循環(huán)輔助。操作者可以通過(guò)觸摸式液晶屏設(shè)置 VAD的工作參數(shù)并實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置的工作狀態(tài)。樣機(jī)的設(shè)計(jì)總重量為16kg；血液灌注流量設(shè)定范圍為1000～5000ml/min；血泵搏動(dòng)率設(shè)定范圍為50～120bpm。
　　 第二部分：5只豬中有3只完成實(shí)驗(yàn)。3只動(dòng)物在動(dòng)脈收縮壓(ASP)、動(dòng)脈平均壓(AMP)和連續(xù)心指數(shù)(CCI)方面都表現(xiàn)出在冠狀動(dòng)脈結(jié)扎后的顯著下降(p<0.05)。3只動(dòng)物中

5、有2只的肺動(dòng)脈收縮壓(PASP)也在結(jié)扎后出現(xiàn)顯著升高(p<0.05)。這些數(shù)據(jù)都符合急性心力衰竭的臨床表現(xiàn)。
　　 第三部分：6只豬中有5只完成了急性心力衰竭狀態(tài)的模擬VAD應(yīng)用。在經(jīng)主動(dòng)脈瓣插管的前后，二尖瓣舒張?jiān)?、晚期最大血流速度及其比?E，A，E/A)，主動(dòng)脈瓣峰流速、平均流速、最大跨瓣壓差、平均跨瓣壓差(Vmax，Vmean，PGmax，PGmean)和心室等容舒張時(shí)間(IVRT)等心超指標(biāo)都未表現(xiàn)出明顯差異(p>0

6、.05)。在循環(huán)輔助下，有創(chuàng)監(jiān)測(cè)方面，除混合靜脈氧飽和度(SVO2)外(p=0.106)，AMP、PASP和CCI也都較心衰狀態(tài)有顯著改善，其p值分別為0.048、0.002、0.014；血液生化檢查方面，動(dòng)脈二氧化碳分壓(PCO2)、動(dòng)脈氧分壓(PO2)和血清Ca++濃度較心衰狀態(tài)發(fā)生了顯著的變化(p<0.05)；心臟超聲方面，循環(huán)輔助狀態(tài)下的左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)也有顯著的改善(P=0.016)，但并未恢復(fù)到基礎(chǔ)狀態(tài)(P=0.0

7、28)。
　　 結(jié)論：整個(gè)研究項(xiàng)目的初衷是自主設(shè)計(jì)并制作一種 VAD，主要用于臨床各種急性心力衰竭的循環(huán)輔助治療。
　　 對(duì)于VAD樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制作基本達(dá)到了預(yù)先的設(shè)計(jì)目的。該裝置由液壓提供動(dòng)力，基本具有便攜、微創(chuàng)、搏動(dòng)性、快速安裝、安全可控等特點(diǎn)。與此同時(shí)，研究完成了大型動(dòng)物急性心力衰竭模型的建立，冠狀動(dòng)脈結(jié)扎的方法簡(jiǎn)便、直觀(guān)，基本可以滿(mǎn)足各種外科實(shí)驗(yàn)研究的需要。此項(xiàng)研究還通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了微創(chuàng)插管方式的可行性，以及該